【金版教程】高考生物一轮复习 3 胚胎工程课件 新人教版选修3.ppt

专题三胚胎工程,1精子的发生(1)场所：。(2)时期：开始，直到。,睾丸的曲细精管,初情期,生殖机能衰退,(3)过程：,2卵子的发生,3受精(1)精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到，才具有受精能力。(3)受精过程：精子穿越和精子进入雌、雄形成合子形成。,生殖道,减数,第二次分裂中期,放射冠,透明带,卵黄膜,原核,4胚胎发育过程(1)哺乳动物的胚胎发育早期是在中开始的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。(2)卵裂：卵裂方式是。(3)囊胚期：其内的细胞具有发育全能性，能分化出幼体动物的所有组织器官。(4)原肠胚期：出现了个胚层和原肠腔。,输卵管,有丝分裂,内细胞团,三,看一看：体外受精常用的采卵方法有哪些？提示：用促性腺激素处理，从输卵管冲取卵子。从活体动物卵巢吸取卵母细胞。,思一思：为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,1体外受精(1)精子的采集与获能：采集方法有法、手握法和电刺激法等；获能方法有和化学诱导法。(2)卵母细胞的采集：给动物注射激素，使其超数排卵，然后从中冲出；也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集，但需要培养到减数第二次分裂时，才可受精。(3)体外受精：获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精。,假阴道,培养法,促性腺,输卵管,中期,2早期胚胎培养(1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；(两素)；(两酸)，另外还有水、血清等。(2)胚胎去向：。3胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。,维生素、激素,氨基酸、核苷酸,向受体移植或冷冻保存,(2)过程：(3)意义：充分发挥潜能。,雌性优良个体的繁殖,4胚胎分割(1)材料：发育良好、形态正常的。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代数量，其实质是。(3)注意：对囊胚阶段的胚胎分割时，注意将均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。5胚胎干细胞(1)来源：。(2)特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有；体外培养条件下可以。,桑椹胚或囊胚,动物的无性繁殖或克隆,内细胞团,早期胚胎或原始性腺,发育的全能性,增殖而不发生分化,议一议：“试管牛”的工厂化生产流程如何？,提示：,看一看：如何进行牛胚胎的分割？提示：用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,胚胎干细胞克隆,1精子和卵子的发生过程比较,2.受精作用,3早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚(2)图示：,请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的_能协助精子穿过放射冠和透明带。(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于_卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂_期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明_过程已完成。,(3)动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。,解析(1)顶体内含有顶体酶，能协助精子穿过放射冠和透明带。(2)动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时处于初级卵母细胞阶段，而具备受精能力卵细胞应发育到减数第二次分裂中期。同样，在卵黄膜和透明带之间看到两个极体表明受精过程已完成。(3)胚胎移植的受体应选择与供体同种且生理状态相同的个体，以确保胚胎移植的成功率。为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体处理，目的是得到更多卵母细胞，进而经人工授精可得到很多早期胚胎。活胚胎细胞不能被染色是因为活细胞膜对物质的吸收具有选择透过性。,(4)胚胎分割技术选择的时期为桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎，另外早期胚胎要长期保存，应将其置于冷冻条件下。答案(1)顶体酶(2)初级中受精(3)生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择透过性(4)胚胎分割冷冻(或液氮),1试管动物生产流程,2克隆动物的培育流程,3胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例：,克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的兴趣。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。,(1)过程a表示_，由此产生的重组细胞的主要遗传物质来自图中的_。(2)图中b表示的生物技术名称是_；c表示定向诱导技术，其诱导的对象是_细胞。(3)如果进行生殖性克隆，则不需要进行定向诱导，但必须进行_，使得胚胎能正常发育成完整个体，该操作一般在_时期进行。(4)北京2008年奥运会之前，曾有人预测在本届奥运会上可能会出现“超级”运动员，即在基因组中增加了增强耐力和爆发力基因的运动员。这种操作一般选择_作为受体细胞，成功的标志是运动员体内_。,解析(1)过程a表示细胞核移植，得到的重组细胞遗传物质主要来自供体乙。(2)b过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程，c过程是从囊胚内细胞团中获得胚胎干细胞诱导分化形成不同组织器官的过程，此即治疗性克隆过程。(3)在囊胚(或桑椹胚)阶段如果不定向诱导分化，可以通过胚胎移植技术转移到其他母体内继续胚胎的发育，直至形成完整的胚胎，此乃生殖性克隆。(4)由于受精卵的全能性较高，故动物基因工程常采用的受体细胞是受精卵。运动员增强耐力和爆发力基因导入成功的标志是运动员体内产生相应的基因产物。,答案(1)细胞核移植乙(2)动物细胞培养内细胞团(或胚胎干)(3)胚胎移植桑椹胚或囊胚(4)受精卵产生相应的基因产物,1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)所需仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。(3)基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。(4)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。,(5)囊胚期分割要求：将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,(4)应用前景：es细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。es细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用es细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植es细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。培育成人造组织器官，用于器官移植。对es细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。es细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。,2012南通模拟现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，例如：(1)如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答：,进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(2)如图是胚胎干细胞的获取方法，请据图回答：早期胚胎发育可以分为_几个主要阶段，c、d细胞分别为_和_，它们的形态特征是_。,解析(1)进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，且要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(2)早期胚胎发育从受精卵开始，经过卵裂期形成桑椹胚，进一步发育成囊胚，细胞开始出现分化，胚胎一端出现内细胞团，胚胎内部出现囊胚腔。囊胚进一步扩大，孵化后形成原肠胚。答案(1)桑椹胚或囊胚胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育(2)卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚内细胞团原始性腺细胞体积小、细胞核大、核仁明显,胚胎干细胞的研究与应用干细胞是一类细胞，包括多种不同功能的干细胞，它们能不断的分裂分化，补充体内的各种细胞。对干细胞的理解不到位，认为它们只能分裂不能分化或者只能分化不能分裂等错误的认识，另外在获取干细胞时，有些同学对获取干细胞的时期掌握不好，也是做题出错的原因。,2012合肥一中模拟现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是()a用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性b用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病c如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术d如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物,解析用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性。用脐带血中的干细胞只能培育出人体的许多器官，用来移植，但不是所有疾病都能治疗，如流行性疾病。如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术；如果要移植用他的干细胞培育出的器官，由于是自身的细胞培育成的，没有免疫排斥反应，所以不用长期给他使用免疫抑制药物。答案c,体外受精和早期胚胎培养的操作过程体外受精的过程和操作方法是需要着重掌握的知识，学生在答题时往往由于对体外受精和早期胚胎发育的过程不了解而导致失误。所以熟练掌握体外受精的方法步骤以及早期胚胎培养需要注意的事项，是解决这类题目的关键。,下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题：(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14h，黑暗10h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是_。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是_。再在37、5%的co2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天就已看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_期开始的标志。,(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素b处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是_。(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于_。(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵dna中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因是_。,解析本题(4)小题易回答错误，错误原因是没有理解外源基因和正常基因表达之间的关系。正确思路为：(1)在胚胎工程中为获得更多的个体，通常使用促性腺激素处理使雌性个体产生更多的卵母细胞即超数排卵法，这里还要注意，从母体获得的细胞不是成熟的卵细胞，而是发育到减时期的卵母细胞，只有受到精子的刺激才能继续分裂。从雄性个体中获得的精子也不能直接与卵细胞结合，需要在雌性生殖道内获能，或者在体外条件下，用专用的培养液培养。在受精卵的发育过程中，看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎囊胚期开始的标志。,(2)细胞松弛素b处理，作用类似于用秋水仙素处理植物细胞，可以获得纯合子并缩短育种时间。(3)克隆动物的基因包括核基因和质基因，核基因来源于供体细胞核，质基因来自于卵母细胞。(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动所必需的某些基因不能正常表达，是出现受精卵死亡的可能原因。答案(1)促进排卵(或超数排卵)使精子获能囊胚(2)容易获得纯合子并缩短育种时间(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的质基因(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动所必需的某些基因不能正常表达,胚胎移植和胚胎分割的时期、操作过程胚胎移植、胚胎分割都属于对早期胚胎进行的操作，在试题中对这些内容的考查，往往从胚胎移植或胚胎分割的最佳时间、操作方法和需要注意的事项等方面去设计题目，来考查学生对这些知识的掌握情况。因此在复习备考时，熟练掌握和理解胚胎移植、胚胎分割的时期及操作过程是解决这些题目的关键。,胚胎移植的基本程序如下图(以胚胎移植为例)，请据图回答：,(1)对供体母牛、供体公牛的要求是_。受体母牛必须和供体牛_。(2)同期发情处理的方法是_，它可以促进_的分泌和_的生成。(3)一次给受体移入多胚胎，产生的多个后代，其基因型都相同吗？_，为什么？_。(4)采用什么方法可以使普通黄牛产下奶牛、良种肉牛等多品种小牛？_。,解析对第(4)小题中让普通黄牛产下奶牛、肉牛等多种品种的小牛的操作不熟悉，答题不准确。正确思路应为：(1)供体牛为胚胎提供遗传物质，所以应该选择具有优良遗传特性的牛，受体牛和供体牛必须是同一物种胚胎才能着床。(2)用注射促性腺激素的方法进行同期发情处理，可以促进卵细胞的产生和分泌性激素。(3)胚胎移植所用的胚胎都是来自不同的受精卵，所以基因型不一定相同。(4)利用胚胎工程技术，通过体外受精、早期胚胎的体外培养、胚胎移植等过程可实现。,答案(1)具有优良遗传性状的同种牛是同一物种(2)注射促性腺激素性激素卵子(3)不一定相同因为这些胚胎都是由不同的受精卵发育来的(4)胚胎移植的方法，具体做法是：用激素对良种母牛(供体)、代孕母牛(受体)进行同期发情处理；用激素使供体母牛超数排卵；配种(自然交配)或人工授精；收集胚胎(冲胚)；胚胎(分割)移植；受体母牛妊娠检查；受体母牛产下后代,1.2011广东高考华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植abcd,解析：本题考查现代生物科学技术的有关知识，意在考查考生的识记能力。试管动物的培育包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，不涉及基因工程、核移植以及体细胞克隆。答案：d,2.2011浙江高考培育“试管山羊”的基本过程如下图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是(),a甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵b乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟c丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液d丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内,解析：本题考查动物胚胎工程的应用，意在考查考生对该知识的理解能力。甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用，丙过程的目的是使受精卵发育成早期胚胎，此过程涉及细胞分裂和分化，其培养液的成分不同于乙过程的培养液、丁过程将早期胚胎移植到代孕母羊子宫内，要求代孕母羊与供体母羊处于同期发情状态，以利于接纳外来早期胚胎。答案：a,3.2011江苏高考下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()a.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精b.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植c.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清d.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,解析：本题考查胚胎工程的体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，意在考查考生的分析理解能力。应将胚胎培养至桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植。答案：b,4.2011福建高考一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如下图。,请回答：(1)过程是指在体外进行的_处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程称为_。(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质_进行pcr扩增，然后用mst对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，mst是一种_酶。(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳条带谱如，据此判断该胎儿为_(正常/患者/携带者)。,解析：本题主要考查基因工程和胚胎工程的相关知识，意在考查考生对基因工程和胚胎工程相关知识的理解和运用。(1)精子和卵细胞进行体外受精之前，必须对精子进行获能处理，因此过程是精子获能的过程。过程是将早期胚胎移植到受体子宫的过程，该过程称为胚胎移植。(2)在对胎儿进行产前基因诊断时，需要先从羊水中的胎儿细胞提取dna作为进行pcr扩增的模板。由于mst能对dna进行切割，并产生多个片段的酶切产物，因此mst是一种限制性核酸内切酶。(3)从图中看出患儿体内含有的基因片段在胎儿体内没有，因此胎儿是正常的。,答案：(1)精子获能胚胎移植(2)dna限制性核酸内切(3)正常,5.2011山东高考人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。,(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从处死的雌鼠_中获取。(2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，二者需用_切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。(3)子代大鼠如果_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是_、早期胚胎培养和胚胎移植。,解析：(1)采集卵母细胞的方法有：从输卵管中冲取卵母细胞、从屠宰场废弃的动物卵巢中采集、利用超声波探测仪和吸卵针活体采集。(2)构建表达载体需要将目的基因和质粒用同种限制酶切割，产生相同的黏性末端，然后再用dna连接酶连接。(3)目的基因的检测与鉴定包括分子水平的检测(dna分子杂交、dnamrna杂交和抗原抗体杂交)和个体水平的检测(看是否出现高血压症状)。(4)胚胎工程中应用到体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，有的还采用胚胎分割移植。,答案：(1)卵巢(2)目的基因运载体同一种限制酶限制酶识别位点(3)检测到相应蛋白质出现高血压(4)体外受精,1.2012华南师大附中一模供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是()a.防止受体牛不愿意接受胚胎b.只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育c.只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同d.同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强,解析：对供体和受体同时用激素同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生理状态，以确保胚胎移植后能正常发育。答案：b,2.2012广州一模下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是()a.胚胎分割时，最好选择桑椹胚或原肠胚b.胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取c.胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同d.培育试管动物时，受精过程及早期胚胎发育过程在体外进行解析：胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。答案：a,3.2012江苏南通一模下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是()a.采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用b.排卵就是排出成熟卵细胞的过程c.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成d.受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体,解析：采集到的精子必须经获能处理后才能受精，采集的卵细胞需要培养成熟后才可与获能的精子受精；卵细胞形成时的分裂过程分两个阶段，未排卵之前是在卵巢进行的，排卵之后减数分裂的继续完成则是在输卵管中。答案：d,4.2012郑州一中模拟考试为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。.2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，a牛提供细胞核即供体细胞，b牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入c牛子宫内。请回答下列问题：(1)培育出的克隆牛几乎是_牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_中。,(2)虽然多个供体细胞来自同一头牛，但是培育的这些牛在性状上不完全相同，分析其原因，下列哪些叙述是正确的(多选)()a.性状变异可由环境条件引起b.基因可能会发生突变c.受体细胞的细胞质基因不同d.细胞核基因发生了重组,.在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法来尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工受精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。(3)胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是：_。,(4)通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为()a.雌雄的可能性各占50%b.全为雌性或全为雄性c.全为雌性d.全为雄性(5)通过体细胞克