高三生物一輪復習 專題三 胚胎工程課件 新人教版選修3

1、1專題三胚胎工程專題三胚胎工程2知識排查345考點詮解一、體內受精和早期胚胎發(fā)育1精子、卵子的發(fā)生和受精作用(1)精子、卵子發(fā)生的比較：項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸的曲細精管內雌性動物的卵巢內時期初情期開始，直到生殖機能衰退胚胎時期性別分化以后6續(xù)表 7(2)受精過程：受精前的準備階段精子獲能：正常情況下在雌性動物的生殖道內完成。卵子的準備：發(fā)育到減數第二次分裂中期，才具備與精子受精的能力。89102早期胚胎發(fā)育(1)過程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚(2)各時期的特點：個體發(fā)育的起點是受精卵。卵裂期：細胞分裂使細胞數目增加，但胚胎總體積并不增加或略有縮小，因此每個細胞的體積會隨分裂的進行

2、不斷縮小，但核內遺傳物質并未減少。11桑椹胚時期：細胞均未分化，細胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。囊胚期：出現囊胚腔，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。原腸胚期：出現原腸腔，個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織，個體較小的細胞，稱為滋養(yǎng)層細胞，將來發(fā)育成胎膜和胎盤。123總結(1)精子變形：細胞核頭部的主要成分：高爾基體頭部的頂體；中心體精子的尾；線粒體線粒體鞘；細胞內的其他物質原生質滴，隨精子的成熟過程向后移動，直到最后脫落。(2)初級卵母細胞減數第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，結果產生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，準備與精子受精。減數第二

3、次分裂是在精子和卵子結合的過程中完成的，次級卵母細胞經分裂產生一個成熟的卵子和第二極體。13(3)動物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等，但它們都要在輸卵管內進一步成熟，當達到減數第二次分裂的中期時，才具有與精子受精的能力。14特別提醒：卵子完成受精的標志是卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。受精過程中有三大反應(作用)：頂體反應、透明帶反應、卵黃膜封閉作用。三大反應(作用)的作用不同：頂體反應主要是形成精子穿越放射冠的通路；透明帶反應是防止多精子入卵受精的第一道屏障；卵黃膜封閉作用則是防止多精子入卵受精的第二道屏障。15二、體外

4、受精和早期胚胎培養(yǎng)1體外受精步驟(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)：實驗動物以及家畜豬、羊等：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。大家畜或大型動物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細胞或直接從活體動物的卵巢中吸取，然后在體外進行人工培養(yǎng)至成熟后，才能與獲能精子受精。16(2)精子的采集和獲能：收集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等；精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學誘導法(牛、羊等家畜的精子常采用化學法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能)。(3)體外受精：獲能

5、的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能液或專用的受精溶液中完成受精過程。172胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液的成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分和血清等物質。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。18192克隆動物的培育流程20特別提醒：根據發(fā)育成D新個體的卵細胞核由B動物提供，而性別及大多遺傳性狀是由核內遺傳物質決定的，故B、D兩者的性別及大多數遺傳性狀相同?？寺游锏钠瘘c是經過核移植形成的一個細胞，其遺傳物質主要來自供核一方。21四、胚胎分割與胚胎干細胞1胚胎分割(1)概念：采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。

6、(2)進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(3)對囊胚進行分割時要注意將內細胞團進行均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。(4)用胚胎分割增加動物后代：其實質是動物的無性繁殖或克隆的方法之一。222胚胎干細胞(ES細胞)的研究進展及應用前景(1)干細胞分類：干細胞分為三類：全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。胚胎干細胞為全能干細胞。23(2)胚胎干細胞的應用前景：ES細胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基礎生物學、畜牧學和醫(yī)學上都具有十分重要的應用價值。ES細胞可用于治療人類的某些頑癥。利用ES細胞可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞

7、可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。培育成組織器官，用于器官移植。對ES細胞的培養(yǎng)和誘導，為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段。ES細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。24(3)人ES細胞研究前沿進展：目前，對ES細胞的分離、培養(yǎng)體系的研究以及ES細胞的選擇、檢測和全能性的維持，不僅是胚胎工程的前沿課題之一，也是當前生命科學研究的熱門課題之一。25熱點突破題型一體外受精及胚胎發(fā)育典例12006年4月25日，一頭特殊的由體細胞克隆產生的牛犢在山東省萊陽農學院高青科技成果轉化基地淄博小黑牛牧業(yè)科技有限公司降生。這頭通體黑亮的小牛犢采用了轉基因克隆技術，其體內帶有抗瘋牛病

8、基因。據介紹，新降生的抗瘋牛病體細胞克隆牛是萊陽農學院董雅娟教授、柏學進教授繼2001年11月成功克隆出我國首例和第二例健康成活體細胞克隆牛之后完成的又一項重大成果。轉基因動物的研制，是將人類需要的外源基因，通過顯微注射等方法導入到動物受精卵細胞核中，然后把注射后的受精卵移植到受體雌性動物體內，讓其發(fā)育生長。26(1)該技術首先要通過體外受精獲得受精卵。從雌性動物體內采集的是_，且要在體外經_后，才能與_的精子受精。(2)體外受精得到的受精卵，應移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)時培養(yǎng)液中不僅要有無機鹽類和有機鹽類，而且還要有_等營養(yǎng)成分及動物血清等物質。當發(fā)育到適宜的階段時，將其取出移植到受體動

9、物體內。(3)胚胎移植是胚胎工程及其技術的最后一道工序，可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的_。供體的主要職能是_，而受體則承擔著妊娠和育仔的任務。在實施該技術時，要用激素對供、受體雌性動物進行處理，使它們_。27解析：高等動物的初級卵母細胞在胎兒時期就已經形成，經過減數第一次分裂形成次級卵母細胞后和精子結合，然后才能接著進行減數第二次分裂，因此從雌性動物體內采集的是卵母細胞，這些細胞只有在精子獲能后才能順利和精子結合，完成受精作用。受精卵形成后的早期培養(yǎng)在發(fā)育培養(yǎng)液中進行，培養(yǎng)液中應含有維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清等成分。一般培育到桑椹胚或者囊胚后才向受體移植或者冷凍保存。在胚胎移植技術中，

10、供體的作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，而受體則承擔著妊娠和育仔的任務，這種技術的最大優(yōu)勢是能充分發(fā)揮供體的繁殖潛力。28答案：(1)卵母細胞人工培育成熟獲能(2)維生素、激素、氨基酸、核苷酸(3)繁殖潛力產生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎同期發(fā)情29題型二胚胎工程的基本操作典例2胚胎移植的基本程序如圖(以牛胚胎移植為例)，請據圖回答：30(1)對供體母牛、供體公牛的要求是_。(2)同期發(fā)情處理的方法是_，沖卵中的“卵”是指_。(3)哺乳動物受精過程有下列中的_機制阻止多精子入卵受精(多選)。A精子獲能具有差異性B精子穿越卵子透明帶觸及卵黃膜，導致透明帶反應C精子觸發(fā)卵黃膜表面微絨毛的抱合反應D精子入

11、卵后，觸發(fā)卵黃膜封閉作用31(4)受精的有關過程有：第一次卵裂開始，釋放第二極體，頂體反應，穿越透明帶，雌、雄原核的形成，核膜消失，雌、雄原核融合。其正確的順序為_(填序號)，受精的標志是_。(5)若供體母牛具有許多優(yōu)良性狀，可利用體細胞克隆技術加速遺傳改良進程，請回答下列有關問題： 目 前 核 移 植 技 術 中 普 遍 使 用 的 去 核 方 法 是_。用于核移植的供體細胞一般選用_代以內的細胞，原因是_。32解析：(1)胚胎移植的供體公、母牛必須是具優(yōu)良遺傳性狀的同種牛。(2)胚胎移植首先要對供、受體母牛進行選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理，一般注射促性腺激素。配種或輸精后第7天，用特制的

12、沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來。(3)透明帶反應是防止多個精子進入透明帶引起多精子受精的第一道屏障；卵黃膜的封閉作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障。(4)受精過程為：精卵相遇，發(fā)生頂體反應，精子穿過放射冠；精子接觸透明帶；精子穿過透明帶，接觸卵黃膜；精子頭膨脹，同時卵子完成第二次成熟分裂，釋放第二極體；雌、雄原核形成；核膜消失，兩個原核融合；第一次卵裂即將開始。33(5)目前核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作去核法；用于核移植的供體細胞一般都選用10代以內的細胞，10代以內的細胞一般能保證正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。34答案：(1)具優(yōu)良性狀的同種牛(2)

13、注射促性腺激素胚胎(早期)(3)B、D(4)卵黃膜和透明帶間出現兩個極體(5)顯微操作去核法1010代以內的細胞一般能保證正常的二倍體核型35誤區(qū)警示：(1)用促性腺激素處理供體母牛是為了引起超數排卵，在此之前也用激素對供體和受體牛進行同期發(fā)情處理，是為了使它們生理條件達到同步，使供體的胚胎移入受體母牛后有相同或相似的生存條件。(2)胚胎移植中的沖卵指的是將早期胚胎沖洗出來，而卵子的采集是從輸卵管中沖取卵子。36題型三胚胎工程的應用典例3如圖為經過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質奶牛的過程，請回答下列問題：37(1)A細胞是_，在進行體外受精前要對精子進行_處理。(2)進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育

14、到_時期的胚胎進行操作。(3)指的是_。(4)通過胚胎分割產生的兩個或多個個體具有相同遺傳性狀的根本原因是_。( 5 ) 在 對 囊 胚 階 段 的 胚 胎 進 行 分 割 時 ， 應 注 意_。(6)受體母牛必須和供體牛屬于_。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是_。38解析：本題考查胚胎工程的應用。將獲能精子與處于減數第二次分裂中期的次級卵母細胞融合即可得到受精卵，受精卵經過體外培養(yǎng)形成早期胚胎。為了快速繁育優(yōu)良品種，可以采用胚胎分割的技術手段，即選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進行分割，分割后產生的個體因為所含的遺傳物質相同，所以性狀表現很相似。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要

15、注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。大量的研究已經證明，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，這為胚胎在受體內的存活提供了可能。39答案：(1)(次級)卵母細胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)具有相同的遺傳物質(5)胚胎分割要將內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育(6)同一物種受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應401下列關于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是()A卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加B胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割C胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質合成旺盛等特點D胚胎干細胞是一類未分化細

16、胞，可從早期胚胎中分離獲取解析：卵裂期胚胎中細胞數目增加，而有機物總量不斷減少，胚胎分割時需將囊胚的內細胞團均等分割。胚胎干細胞是一類可從早期胚胎中分離獲得的未分化細胞，其具有細胞核大、核仁大、蛋白質合成旺盛等特點。答案：D412正常精細胞形成精子的過程中，細胞的很多結構退化消失，但保留了大量線粒體，因為線粒體可以合成精子運動所需的()A乙醇BATPC胰島素D淀粉解析：線粒體是有氧呼吸的主要場所，精子運動所需的直接能源物質是ATP，主要是在線粒體中產生的。答案：B423(2010江蘇生物)下列關于利用胚胎工程技術繁殖優(yōu)質奶羊的敘述，錯誤的是()A對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理B人工授精后

17、的一定時間內，收集供體原腸胚用于胚胎分割C利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎D一次給受體母羊植入多個胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例43解析：進行胚胎移植前需對受體母羊和供體母羊進行同期發(fā)情處理，使它們具有相同的生理環(huán)境；胚胎分割應選擇桑葚胚或囊胚時期的健康胚胎；胚胎分割技術屬于無性繁殖，可獲得兩個基因型完全相同的胚胎；一次給受體母羊植入多個胚胎，從而發(fā)育出多個個體，增加了雙胞胎和多胞胎的比例。答案：B444(2010江蘇生物)老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的淀粉樣蛋白體，它的逐漸積累可能導致神經元損傷和免疫功能下降，某些基因的突變會導致淀粉樣蛋白體的產生和積累。下列技術不能

18、用于老年癡呆癥治療的是()A胚胎移植技術B胚胎干細胞技術C單克隆抗體技術 D基因治療技術解析：根據題意可知，治療老年癡呆癥的途徑有：導入正常的基因(基因治療技術)；提供和修復受損傷的神經元(胚胎干細胞技術)；降低淀粉樣蛋白體的含量(單克隆抗體技術)。而胚胎移植是為了獲得優(yōu)良個體，不能用于治療該病。答案：A455下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請回答：46(1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至_期的內細胞團或胎兒的_中分離得到的一類細胞。(2)圖中分化程度最低的干細胞是_。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入_因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因_的結果。(4)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質是將圖中的_細胞移植到患者體內。47(5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的_，其原因是_。(6)若某藥物可抑制肝