高考生物一轮复习（基础知识整理+重难点聚集）专题3 胚胎工程课件 新人教版选修3.ppt

综合分析近几年各地高考理综试题生物部分 本专题有以下高考命题规律 1 命题内容 精子和卵子的发生及受精作用 对卵母细胞的采集和培养方法 精子的采集和获能方法 胚胎早期的培养方法内容 胚胎移植的生理学基础 基本程序和应用 胚胎分割的应用和意义 2 命题形式 常以简答题形式考查对主干知识的掌握 3 命题思路 考查受精过程和早期胚胎发育的规律 体外受精操作步骤 早期胚胎培养方法 胚胎分割及胚胎移植等相关内容 考查胎移植的生理学基础 基本程序及胚胎分割 4 命题趋势 本部分通常以图形为载体 结合人类的生产生活 结合必修免疫部分 细胞分裂等内容 通过胚胎工程 克隆技术等知识点 考查对各种生物技术的过程及相关概念的理解 考查综合解决实际问题的能力 根据近几年高考命题特点和规律 本专题的复习备考策略如下 1 知识方面 精子变形 卵泡形成的场所及时间 精子的顶体反应 卵子的透明带反应 卵黄膜的封闭作用及雌 雄原核的形成等生理活动 体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义 卵母细胞的采集和培养方法 精子的采集和获能方法 胚胎移植和胚胎分割意义 2 能力方面 复习时要多结合教材中的各种示意图 流程图 加强对过程和方法的理解和掌握 一 胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 如胚胎移植 体外受精 胚胎分割 胚胎干细胞培养等技术 二 体内受精和早期胚胎发育1 精子的发生 1 发生场所 睾丸 2 时间 初情期开始 直到生殖机能衰退 3 过程 精原细胞形成初级精母细胞 经过减数分裂形成精细胞 精细胞经过变形形成精子 2 卵子的发生 1 发生部位 卵巢 2 时间 胎儿期和初情期后 3 过程 卵原细胞形成初级卵母细胞经过减数分裂形成卵细胞 4 卵细胞受精的标志 当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 说明卵子已经完成了受精 3 受精 1 场所 输卵管 2 受精过程 受精前的准备阶段 精子获能 精子在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后 才获得受精能力 卵子的准备 在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期 才具有与精子受精的能力 受精阶段 a 穿越放射冠 顶体反应 b 穿过透明带 透明带反应 是防止多精子进入卵细胞的第一道屏障 c 进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障 d 原核形成 配子结合形成合子 受精卵 三 胚胎发育受精卵 卵裂 细胞数目不断增加 总体积不增加 或略有缩小 桑椹胚 全能细胞 囊胚 出现分化 全能性仍比较高 原肠胚 有了三胚层分化 四 体外受精和早期胚胎培养 1 体外受精 1 卵母细胞的采集和培养 2 精子的采集和获能 收集的方法 假阴道法 手握法和电刺激等 获能处理 培养法和化学诱导法 3 受精 在获能溶液或专用受精溶液中完成受精过程 2 胚胎的早期培养 培养液成分 除了水 无机盐 有机盐外 还需要维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及动物血清等 五 胚胎工程的应用及前景 1 胚胎移植 1 概念 胚胎移植是将雌性动物体内的早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物体内 使之继续发育为新个体的技术 2 胚胎移植的生理学基础 供体和受体相同的生理环境 早期胚胎处于游离状态 受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应 胚胎与受体建立正常的联系 但供体胚胎的遗传物质没有改变 3 胚胎移植的意义 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 缩短供体的繁殖周期 2 胚胎移植的基本程序 对供体 受体的选择和处理 配种或进行人工授精 对胚胎进行收集 检查 培养或保存 胚胎移植 移植后的检查 3 胚胎分割 1 概念 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 2 实质 后代具有相同的遗传物质 可看做是无性繁殖或克隆的方法之一 3 材料 发育良好的 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 胚胎干细胞 1 概念 简称es或ek细胞 是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 2 特点 形态 体积小 细胞核大 核仁明显 功能 具有发育的全能性 体外培养 可以增殖而不发生分化 3 主要用途 治疗人类的某些顽症 培育人造组织器官 研究体外细胞分化 精子 卵子的发生与受精作用 1 精子 卵子的发生 1 精子的发生 精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂 变形过程中 细胞核变为精子头的主要部分 高尔基体发育为头部的顶体 中心体演变为精子的尾 线粒体在尾基部形成线粒体鞘 其他物质浓缩为原生质滴直至脱落 2 卵子的发生 在胎儿时期 卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞 被卵泡细胞包围 减 分裂在排卵前后完成 形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精 减 分裂是在受精过程中完成的 2 受精作用 包括受精前的准备阶段和受精阶段 1 准备阶段 精子获能 在雌性动物生殖道内 卵子的准备 排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减 中期才具备受精能力 2 受精阶段 顶体反应 精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质 穿越放射冠 透明带反应 顶体酶可将透明带溶出孔道 精子穿入 在精子触及卵黄膜的瞬间 产生阻止后来精子进入透明带的生理反应 它是防止多精子入卵受精的第一道屏障 卵黄膜的封闭作用 精子外膜和卵黄膜融合 精子入卵后 卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的生理反应 它是防止多精子入卵受精的第二道屏障 精子尾部脱落 原有核膜破裂形成雄原核 同时卵子完成减 分裂 形成雌原核 a 受精场所是母体的输卵管上段 b 成熟的精子不代表具有受精能力 必须获能后才具有受精能力 c 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是指卵泡从卵巢中排出 d 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备 是在出生前 即胎儿时期 完成的 e 受精作用的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体 而受精完成的标志是雌雄原核的融合 胚胎发育 胚胎发育的几个阶段 1 卵裂期 细胞进行有丝分裂 数量增加 胚胎总体积不增加 2 桑椹胚 32个细胞左右的胚胎 3 囊胚 细胞开始分化 其中个体较大的细胞叫内细胞团 将来发育成胎儿的各种组织 而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘 胚胎内部逐渐出现囊胚腔 4 原肠胚 内细胞团表层形成外胚层 下方细胞形成内胚层 由内胚层包围的囊腔叫原肠腔 a 个体发育的起点是受精卵 b 桑椹胚是全能细胞 是胚胎分割的最佳时期 桑椹胚至囊胚阶段细胞出现分化 但全能性也较高 也可用于胚胎分割 c 细胞分化在胚胎期达到最大限度 胚胎的早期培养和胚胎移植 1 体外受精 1 卵母细胞的采集和培养 对体型小的动物用促性腺激素处理 从输卵管冲取卵子 可直接受精 对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞 要在体外培养成熟才能受精 2 精子的采集和获能 假阴道法 手握法和电刺激法采集 对啮齿动物 兔 猪等的精子用培养法 放入人工配制的获能液中 获能 对牛 羊等精子用化学诱导法 放在肝素或钙离子载体溶液中 获能 3 受精 获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 2 胚胎的早期培养 1 培养液成分 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清等 2 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向受体移植或冷冻保存 3 胚胎移植 1 概念 指将雌性动物的早期胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之继续发育为新个体的技术 2 所需个体 其中提供胚胎的个体称为 供体 接受胚胎的个体称为 受体 供体为优良品种 作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种 3 基本程序主要包括 对供 受体的选择和处理 用激素进行同期发情处理 用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理 配种或人工授精 对胚胎的收集 检查 培养或保存 对胚胎进行移植 移植后的检查 对受体母牛进行是否妊娠的检查 4 生理学基础 动物发情排卵后 同种动物的供 受体生殖器官的生理变化是相同的 早期胚胎在一定时间内处于游离状态 这就为胚胎的收集提供了可能 受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应 这为胚胎在受体的存活提供了可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 5 地位 是胚胎工程的最后一道 工序 如转基因 核移植 或体外受精等技术获得的胚胎 都必须经过胚胎移植技术才能获得后代 6 胚胎移植的意义 大大缩短了供体本身的繁殖周期 充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 4 胚胎分割 1 概念 指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 2 理论基础 细胞的全能性 3 材料 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 操作过程 选择良好的桑椹胚或囊胚移入盛有操作液的培养皿中 用分割针或分割刀片将其切开 吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体 5 存在问题 刚出生的动物体重偏低 毛色和斑纹等性状方面存在差异 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的 6 意义 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 属于无性繁殖 对囊胚阶段的胚胎分割时 要将内细胞团均等分割 否则会影响胚胎的恢复和进一步发育 5 胚胎干细胞 1 含义 由早期胚胎 囊胚 或原始性腺 胎儿 中分离出来的一类细胞 又叫es或ek细胞 2 特征 形态上体积小 细胞核大 核仁明显 功能上具有发育的全能性 即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞 5 应用 用于治疗人类疾病 如利用es细胞诱导其分化成新的组织细胞特性 移植es细胞可使坏死或退化的部位得以修复 体外培养条件下 es细胞可以只增殖不分化 胚胎工程的三个操作流程 1 试管动物生产流程 2 克隆动物流程 3 胚胎移植流程 a 试管动物为有性生殖 胚胎分割为无性生殖 克隆动物为无性生殖 产生的新个体的性状 性别 均与供体动物相同 b 胚胎移植技术属于无性生殖还是有性生殖 取决于胚胎是由受精卵形成的 还是由核移植技术形成的重组细胞发育成的胚胎 牛胚胎移植的基本程序如下图 请据图回答 在胚胎移植过程中 供体公牛提供精子 供体母牛进行超数排卵 配种第7天把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来 即是冲卵 由c的箭头指向受体母牛 可以想到c为胚胎移植 供体母牛提供的胚胎一定要具有优良的遗传特性和生产性能 受体母牛要接受移植胚胎 为胚胎孕育提供场所 必须是健康且繁殖能力强的个体 用胚胎分割和移植技术可提高胚胎利用率 降低成