高中生物選修 專題

高中生物選修專題第2頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天考綱要求三年考情1.動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)Ⅰ2.胚胎干細(xì)胞的移植Ⅰ3.胚胎工程的應(yīng)用Ⅱ2012浙江,2012江蘇,2011江蘇,2011山東,2011廣東,2011浙江,2010江蘇,2010海南,2010廣東,2010山東第3頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1.胚胎工程的概念(1)操作對(duì)象:動(dòng)物的_________或配子。(2)技術(shù):_________、_________、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。2.精子和卵子的發(fā)生(1)精子的發(fā)生:①場(chǎng)所:睪丸的_________。②時(shí)間:_______→生殖機(jī)能衰退。早期胚胎體外受精胚胎移植曲細(xì)精管初情期第4頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第一階段：_____________的形成第二階段：_________的形成第三階段：精子變形細(xì)胞核→_______的主要部分高爾基體→________________→精子尾線粒體→聚集在尾的基部形成_________初級(jí)精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子頭頭部頂體中心體線粒體鞘③過(guò)程第5頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)卵子的發(fā)生:①場(chǎng)所:_____。②時(shí)間:_________________。③過(guò)程減數(shù)第一次分裂：_________完成減數(shù)第二次分裂：_______________的過(guò)程中完成卵巢胎兒期和初情期后排卵前后精子和卵子結(jié)合第6頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.受精(1)場(chǎng)所:_______。(2)過(guò)程:①準(zhǔn)備階段②受精階段輸卵管精子獲能：在_______內(nèi)獲能卵子的準(zhǔn)備：發(fā)育到________才有受精能力頂體反應(yīng)（穿越_______）

_______反應(yīng)（穿越透明帶）___________作用（進(jìn)入卵黃膜）原核形成，配子結(jié)合成受精卵生殖道MⅡ中期放射冠透明帶卵黃膜封閉第7頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.胚胎發(fā)育受精卵→_______→_______→囊胚(內(nèi)細(xì)胞團(tuán))→原腸胚卵裂期桑椹胚_(dá)________發(fā)育成外胚層和內(nèi)胚層滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的___________內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胎膜和胎盤(pán)第8頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1.體外受精(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng):超數(shù)排卵法：用___________處理后沖卵直接采集法：從屠宰場(chǎng)已屠宰母畜的卵巢中采集或直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取促性腺激素第9頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)精子的采集和獲能:(3)受精:___________和培養(yǎng)成熟的卵子在_________或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔?。采集：_________、手握法、_________獲能：_______、化學(xué)誘導(dǎo)法假陰道法電刺激法培養(yǎng)法獲能的精子獲能溶液第10頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.胚胎的早期培養(yǎng)(1)目的:檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)培養(yǎng)液成分巧記(3)胚胎處理:_________或冷凍保存。兩“鹽”：_______________兩“素”：_____________兩“酸”：_______________另有水和_____等無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽維生素和激素氨基酸和核苷酸血清受體移植第11頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、胚胎工程的應(yīng)用及前景1.胚胎移植(1)概念剖析:①供體:能提供早期胚胎或通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎的雌性動(dòng)物。②受體:_____________________的其他雌性動(dòng)物。③結(jié)果:產(chǎn)生新個(gè)體。(2)意義:充分發(fā)揮_______________________。同種的、生理狀態(tài)相同雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力第12頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)生理學(xué)基礎(chǔ):①移入:排卵后,_________________的生理變化是相同的。②收集:早期胚胎處于_________。③存活:受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生______________。④遺傳性:供體胚胎可與受體子宮建立正常的___________聯(lián)系,但移入受體的供體胚胎的_________不受任何影響。(4)基本程序:對(duì)供、受體的選擇和處理→___________________→對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→_________→移植后檢查。供、受體生殖器官游離狀態(tài)免疫排斥反應(yīng)生理和組織遺傳特性配種或進(jìn)行人工授精胚胎移植第13頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.胚胎分割(1)概念:①方法:機(jī)械方法;②分割份數(shù):將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等;③目的:獲得_______________。(2)定位:動(dòng)物_______________的方法之一。(3)材料:發(fā)育良好、形態(tài)正常的_____________。(4)要求:將_________均等分割。同卵雙胎或多胎無(wú)性繁殖或克隆桑椹胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)第14頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)(1)來(lái)源:___________________。①形態(tài)：體積___、細(xì)胞核___、_____明顯(2)特點(diǎn)②功能：具有發(fā)育的_______③體外培養(yǎng)：可增殖而不___________早期胚胎或原始性腺小大核仁全能性發(fā)生分化第15頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.成熟的精子并不具有受精能力,必須獲能后才具備受精能力。()【分析】剛剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在雌性動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化,即獲能后,才能獲得受精能力。2.排卵是指卵泡從卵巢中排出。()【分析】排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是指卵泡從卵巢中排出?！獭恋?6頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.(2012江蘇T9A)胚胎移植時(shí)對(duì)供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理。()【分析】對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理,所用激素相同,但對(duì)供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵要用促性腺激素,受體母牛則不需要。4.卵子形成過(guò)程中,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的。()【分析】卵子形成過(guò)程中,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是不連續(xù)的。減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的,而減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過(guò)程中完成的。××第17頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體。()【分析】當(dāng)卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí),說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精,這是判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志。6.在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí),要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割。()【分析】進(jìn)行胚胎分割時(shí),對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割,必須將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育?！獭恋?8頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天7.(2012浙江T2C)囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性。()【分析】滋養(yǎng)層細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,不再具有發(fā)育的全能性。8.胚胎分割的份數(shù)越多,操作技術(shù)的難度會(huì)越大,移植的成功率也越低。()【分析】胚胎分割的份數(shù)越多,操作技術(shù)的難度會(huì)越大,如剛出生的動(dòng)物體重偏低,毛色和斑紋上還存在差異等,造成移植的成功率也越低。×√第19頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)一

體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1.精子和卵子的發(fā)生(1)比較:項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生不同點(diǎn)場(chǎng)所睪丸的曲細(xì)精管卵巢(減數(shù)第一次分裂)、輸卵管(減數(shù)第二次分裂)時(shí)間初情期到生殖機(jī)能衰退①卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備:出生前(即胎兒時(shí)期)②排卵:初情期第20頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生不同點(diǎn)過(guò)程第21頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生不同點(diǎn)特點(diǎn)①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂連續(xù)②需要變形①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂不連續(xù)②不需要變形相同點(diǎn)①原始生殖細(xì)胞的增殖為有絲分裂②生殖細(xì)胞的成熟為減數(shù)分裂;成熟過(guò)程均經(jīng)一次復(fù)制和兩次分裂,子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半第22頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)卵子發(fā)生的主要特點(diǎn):①初級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂發(fā)生在排卵前后,產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)第一極體。②當(dāng)精子與卵子結(jié)合時(shí),次級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂形成卵子和第二極體。③防止多精子入卵的機(jī)制:a.第一道屏障:透明帶反應(yīng)。b.第二道屏障:卵細(xì)胞膜反應(yīng)。第23頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.受精第一步:精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì);透明帶反應(yīng)是防止多精子入卵受精的第一道屏障。第二步:精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜。卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精子入卵受精的第二道屏障。第三步:原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步:配子結(jié)合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。第24頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.早期胚胎發(fā)育(1)受精卵:個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)。(2)卵裂期:①分裂方式為有絲分裂。②細(xì)胞體積縮小。③細(xì)胞數(shù)量增加。④胚胎總體積不變或略有縮小。第25頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)桑椹胚:①細(xì)胞數(shù)目在32個(gè)左右。②細(xì)胞未分化,屬于全能細(xì)胞。(4)囊胚:①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)→胎兒的各種組織。②滋養(yǎng)層→胎盤(pán)和胎膜。(5)原腸胚:出現(xiàn)外胚層、內(nèi)胚層和原腸腔。第26頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【高考警示】受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體;而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。

第27頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【典例1】如圖是畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法,請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。第28頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技術(shù)有

______和

。(2)用激素處理的目的是使B牛

,從B牛體內(nèi)獲得的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到

(時(shí)期)才能與精子結(jié)合。(3)A牛的精子要與B牛的卵細(xì)胞結(jié)合,完成受精作用,必須先

。卵子受精的標(biāo)志是

。(4)生產(chǎn)上常用

期的胚胎進(jìn)行胚胎移植。若希望同時(shí)獲得多個(gè)性狀相同的家畜個(gè)體,可以使用

技術(shù)。第29頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)方法Ⅰ、Ⅱ中都用到了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。(2)超數(shù)排卵應(yīng)用促性腺激素處理,獲得的卵母細(xì)胞需要在減數(shù)第二次分裂中期才能與精子結(jié)合。(3)體外受精前應(yīng)該讓精子獲能,然后才能完成受精作用。卵子受精的標(biāo)志是卵細(xì)胞膜和透明帶之間能觀察到兩個(gè)極體。(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚進(jìn)行,胚胎分割能同時(shí)獲得性狀相同的多個(gè)個(gè)體。第30頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植(2)超數(shù)排卵減數(shù)第二次分裂中期(3)獲能在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙能夠觀察到兩個(gè)極體(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割第31頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【互動(dòng)探究】(1)題中E牛和F牛的性狀是否完全相同?提示:不完全相同,E牛的性狀來(lái)源于A牛和B牛,而F牛的性狀幾乎全部來(lái)源于C牛。(2)題中還運(yùn)用了哪些生物技術(shù)?提示:體外受精、核移植。第32頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【變式訓(xùn)練】請(qǐng)回答下列與哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問(wèn)題:(1)精子細(xì)胞經(jīng)變形后,高爾基體發(fā)育形成精子的頂體,頂體內(nèi)含有的

能協(xié)助精子穿過(guò)卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。(2)某動(dòng)物排卵時(shí),減數(shù)第一次分裂尚未完成,此時(shí)卵子處于

卵母細(xì)胞階段,當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂

期時(shí),才具備受精能力。若在卵細(xì)胞膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體,則表明

過(guò)程已完成。第33頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)動(dòng)物的早期胚胎移植到同種且

與供體相同的動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎,常用

激素對(duì)供體進(jìn)行處理,其目的是獲得更多的

,經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時(shí),發(fā)現(xiàn)活胚胎細(xì)胞不能被染色,其原因是活細(xì)胞膜

。(4)若要通過(guò)胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個(gè)新個(gè)體,可對(duì)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期階段的早期胚胎進(jìn)行

處理,再植入到受體內(nèi)。若要對(duì)早期胚胎進(jìn)行長(zhǎng)期保存,應(yīng)將其置于

條件下。第34頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)精子與卵子相遇后,發(fā)生頂體反應(yīng),頂體內(nèi)的頂體酶釋放出來(lái),直接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),隨后將透明帶溶出一條孔道,從而協(xié)助精子穿過(guò)卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。(2)排出的卵子減數(shù)第一次分裂尚未完成,所以處于初級(jí)卵母細(xì)胞階段。排出的卵子在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí),才具備與精子受精的能力。完成受精的標(biāo)志是卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙看到兩個(gè)極體。第35頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)胚胎移植要求將早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理,使其產(chǎn)生更多的能進(jìn)行受精的卵母細(xì)胞,從而獲得較多的早期胚胎。由于細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,所以染料不能進(jìn)入活細(xì)胞,因而活胚胎細(xì)胞不能被染色。(4)胚胎分割屬于無(wú)性繁殖技術(shù),可將一個(gè)胚胎通過(guò)胚胎分割形成兩個(gè)遺傳物質(zhì)完全相同的新個(gè)體。對(duì)胚胎進(jìn)行長(zhǎng)期保存一般放入-196℃的液氮中。第36頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)頂體酶(2)初級(jí)中受精(3)生理狀態(tài)促性腺卵母細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收具有選擇透過(guò)性(4)胚胎分割-196℃的液氮第37頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)二體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

1.體外受精(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng):①實(shí)驗(yàn)動(dòng)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。②大家畜或大型動(dòng)物:從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞或直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞,然后在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。第38頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)精子的采集和獲能:①收集精子的方法:主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。②精子體外獲能的方法:主要有培養(yǎng)法(嚙齒動(dòng)物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)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(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。(3)體外受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。第39頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.早期胚胎發(fā)育(1)過(guò)程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。(2)每個(gè)階段的具體特點(diǎn)和體內(nèi)早期胚胎發(fā)育相同。第40頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【高考警示】(1)獲得精子和卵子后,兩者并不立即在體外結(jié)合:需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,并將卵母細(xì)胞培養(yǎng)成熟至減數(shù)第二次分裂中期。(2)胚胎發(fā)育的過(guò)程中,細(xì)胞的全能性并非完全相同,桑椹胚具有全能性,囊胚是開(kāi)始分化的階段,原腸胚時(shí)期已出現(xiàn)高度分化。

第41頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【典例2】(2011·浙江高考改編)培育“試管山羊”的基本過(guò)程如圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。第42頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)甲過(guò)程為

,其過(guò)程中可通過(guò)給母山羊注射

使其超數(shù)排卵。(2)乙過(guò)程的目的之一是

處理。(3)乙過(guò)程與丙過(guò)程中采用的培養(yǎng)液成分不同,乙過(guò)程的培養(yǎng)液為

或?qū)Ｓ玫氖芫囵B(yǎng)液,丙過(guò)程的培養(yǎng)液為

。(4)丁過(guò)程是

,是指將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的代孕母羊子宮內(nèi)。第43頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】分析圖示可知,甲過(guò)程為卵母細(xì)胞的采集,一般用促性腺激素處理良種母山羊,使其超數(shù)排卵。乙過(guò)程為精子獲能以及受精,獲能的精子和成熟的卵子在獲能培養(yǎng)液或?qū)Ｓ玫氖芫囵B(yǎng)液中完成受精。丙過(guò)程為早期胚胎培養(yǎng),在發(fā)育培養(yǎng)液中進(jìn)行。丁過(guò)程是胚胎移植,是指將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同(而不是性狀相同)的其他雌性動(dòng)物子宮內(nèi)使之繼續(xù)發(fā)育。答案:(1)卵母細(xì)胞的采集促性腺激素(2)對(duì)精子進(jìn)行獲能(3)獲能培養(yǎng)液發(fā)育培養(yǎng)液(4)胚胎移植第44頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)三胚胎移植和胚胎分割

1.胚胎移植的實(shí)質(zhì)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換,胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變。2.影響胚胎移植成功率的兩個(gè)重要條件(1)要在同種動(dòng)物之間進(jìn)行移植,“同種”是指“同一物種”。(2)供、受體生理狀態(tài)要相同:①供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致;②胚胎移入受體子宮的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似。第45頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.胚胎移植的時(shí)間(1)不同動(dòng)物其胚胎移植的時(shí)間不同。(2)牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段;小鼠、家兔在桑椹胚前;人胚胎可在8～16個(gè)細(xì)胞階段移植。(3)幾乎所有動(dòng)物都不能在原腸胚階段移植,因?yàn)榇藭r(shí)胚胎細(xì)胞分化程度高,移植成功率很低。第46頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.胚胎分割(1)理論基礎(chǔ):細(xì)胞的全能性。(2)材料選擇:發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(3)囊胚期分割要求:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。(4)意義:加快繁殖速度,是動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一,其他克隆方法還有核移植。第47頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【高考警示】(1)試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的性狀不同:前者由父本和母本共同決定,后者與核供體相同。(2)胚胎分割所用胚胎并非來(lái)自于胚胎發(fā)育的任何時(shí)期:桑椹胚時(shí)期的細(xì)胞均未分化,細(xì)胞全能性最高,是胚胎分割的最佳時(shí)期。

第48頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【典例3】胚胎工程是一項(xiàng)綜合性的動(dòng)物繁育技術(shù),可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過(guò)胚胎工程培育試管牛的過(guò)程。第49頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞,都需要進(jìn)行體外培養(yǎng),其目的是

;從良種公牛采集的精子需

后才能進(jìn)行受精作用。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí),除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外,還需要提供

氣體以維持

。(3)圖中過(guò)程A稱為

,它在胚胎工程中的意義在于

。(4)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器,需將目的基因?qū)肱Ｊ芫?最常用的導(dǎo)入方法是

;獲得轉(zhuǎn)基因母牛后,如果

,即說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)。第50頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)人工采集的卵母細(xì)胞要在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子完成受精,同理,在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。(2)體外培養(yǎng)受精卵所需氣體主要有O2和CO2。O2是細(xì)胞代謝必需的,CO2的主要作用是維持pH穩(wěn)定。(3)把早期胚胎移入受體母牛子宮的過(guò)程稱為胚胎移植,意義在于可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。(4)基因工程中把目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法;獲得基因表達(dá)產(chǎn)物即母牛的乳汁中含有人類白細(xì)胞介素,說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)。第51頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)使卵母細(xì)胞成熟(或使卵母細(xì)胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有人類白細(xì)胞介素(或牛乳腺細(xì)胞已合成人類白細(xì)胞介素)第52頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【互動(dòng)探究】(1)題圖中A過(guò)程對(duì)受體和供體需如何處理?為什么?提示:同期發(fā)情。為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境,從而提高胚胎的成活率。(2)圖中大量獲得卵母細(xì)胞需要什么激素處理良種母牛?提示:促性腺激素。第53頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【變式訓(xùn)練】自然情況下,牛的生育率很低,通過(guò)現(xiàn)代科技手段,可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請(qǐng)按照提示,回答下列問(wèn)題:(1)使一頭良種雌性黃牛,在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代,最簡(jiǎn)便的方法有

。(2)現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛,采用胚胎移植的方法,可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。其操作過(guò)程中用激素使供體母牛

。胚胎收集的過(guò)程也叫做

。用于移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到

或

階段。第54頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)采用試管動(dòng)物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是體外受精和

。第55頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)通過(guò)人工授精、胚胎分割和胚胎移植的方法,可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進(jìn)行前,用促性腺激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵;人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。(3)試管動(dòng)物技術(shù)包括體外受精和胚胎早期培養(yǎng)。答案:(1)人工授精、胚胎分割、胚胎移植(2)超數(shù)排卵沖卵桑椹胚囊胚(3)早期胚胎的培養(yǎng)第56頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【拓展延伸】胚胎干細(xì)胞1.種類類別來(lái)源或舉例特點(diǎn)全能干細(xì)胞桑椹胚或囊胚及以前階段能發(fā)育成完整個(gè)體多能干細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞或原始性腺細(xì)胞能分化出動(dòng)物的多種組織細(xì)胞專能干細(xì)胞骨髓干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞分化出特定的組織第57頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.干細(xì)胞培養(yǎng)關(guān)鍵需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng),但抑制其分化的培養(yǎng)體系。3.來(lái)源(1)從體外培養(yǎng)的胚胎獲得;(2)從克隆的胚胎中獲得;(3)從成體中獲得。第58頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.胚胎干細(xì)胞的特性(1)形態(tài):體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。(2)功能:具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。(3)在體外培養(yǎng)的條件下,可以增殖而不發(fā)生分化,可進(jìn)行冷凍保存,也可進(jìn)行遺傳改造。第59頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.胚胎干細(xì)胞的主要用途(1)可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體的發(fā)生和發(fā)育規(guī)律。(2)是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料。(3)可以用于治療人類的某些頑疾,如帕金森綜合征、少年糖尿病等。(4)利用其可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植胚胎干細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。(5)通過(guò)胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問(wèn)題。第60頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【備選典例】如圖為哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞及其分化的示意圖。請(qǐng)回答:第61頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)胚胎干細(xì)胞是從動(dòng)物胚胎發(fā)育至

期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的

中分離得到的一類細(xì)胞。(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是

。在體外培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)液中加入

因子,可誘導(dǎo)該種干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。(3)在機(jī)體內(nèi),皮膚干細(xì)胞分化成皮膚細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞中基因

的結(jié)果。第62頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細(xì)胞,通過(guò)骨髓移植可以達(dá)到治療的目的,骨髓移植的實(shí)質(zhì)是將上圖中的

細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。(5)若要克隆某種哺乳動(dòng)物,從理論上分析,上述紅細(xì)胞、白細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞中不能選用作為供體的細(xì)胞是成熟的

,其原因是

。第63頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(6)若某藥物可抑制肝腫瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制,使用該藥物可使肝腫瘤細(xì)胞停留于細(xì)胞周期的

期。(7)在制備單克隆抗體過(guò)程中的細(xì)胞融合階段,用

細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,經(jīng)多次篩選最終得到能分泌

的雜交瘤細(xì)胞。第64頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)胚胎干細(xì)胞一般取自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞或胎兒原始性腺細(xì)胞。在動(dòng)物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,隨著生物發(fā)育程度加大,各組織細(xì)胞分化程度越來(lái)越高,受精卵、桑椹胚細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞沒(méi)有分化。(2)胚胎干細(xì)胞具有全能性,在含有分化誘導(dǎo)因子的培養(yǎng)液中可能被誘導(dǎo)分化成各種組織細(xì)胞。(3)在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,不同類型的干細(xì)胞分化形成不同的組織細(xì)胞,其實(shí)質(zhì)是細(xì)胞中基因的選擇性表達(dá)。第65頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)根據(jù)圖示可知,骨髓移植的目的是向患者體內(nèi)注射造血干細(xì)胞,造血干細(xì)胞在體內(nèi)可以分裂、分化形成白細(xì)胞等血細(xì)胞。(5)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核,因此不能提供克隆所需的細(xì)胞核。(6)細(xì)胞分裂過(guò)程中DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂或減數(shù)第一次分裂的間期。(7)單克隆抗體制備過(guò)程中首先應(yīng)將骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合,再經(jīng)篩選獲得能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。第66頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)囊胚原始性腺(2)胚胎干細(xì)胞分化誘導(dǎo)(3)選擇性表達(dá)(4)造血干(5)紅細(xì)胞細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核(6)間(7)B淋巴特異性抗體第67頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【變式訓(xùn)練】胚胎干細(xì)胞的研究是目前生物學(xué)和醫(yī)學(xué)界的一大熱點(diǎn),根據(jù)下列材料信息分別回答相關(guān)問(wèn)題。材料一哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell)簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞。ES細(xì)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(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。第68頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天材料二在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面,用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)胞已成功地治愈了糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。也許在不久的將來(lái),當(dāng)我們的身體某一類細(xì)胞功能出現(xiàn)異?；蛲嘶瘯r(shí),就可以通過(guò)誘導(dǎo)ES細(xì)胞定向分化來(lái)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。第69頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天材料三ES細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí),就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化,這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段。同時(shí)胚胎干細(xì)胞還可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體生長(zhǎng)和發(fā)育規(guī)律的研究。第70頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)胚胎干細(xì)胞是從

中分離出來(lái)的一類細(xì)胞。(2)ES細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上,表現(xiàn)為

;在功能上,具有發(fā)育的

性,即可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。(3)隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,還可以培養(yǎng)出人造組織器官,解決目前臨床上存在的

問(wèn)題。第71頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)由于ES細(xì)胞可分化為胚胎的內(nèi)胚層、

中任何一類細(xì)胞,于是可以將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的

,通過(guò)組織化學(xué)染色,了解ES細(xì)胞的分化特點(diǎn),這就為研究胚胎發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞分化及組織和器官形成的規(guī)律,進(jìn)而研究動(dòng)物體器官形成的

等提供了可能。第72頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞。(2)胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯,在功能上具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種組織細(xì)胞。(3)胚胎干細(xì)胞通過(guò)體外誘導(dǎo)分化,可培養(yǎng)出人造組織器官,以解決臨床上存在的供體器官不足和器官移植后的免疫排斥等問(wèn)題。(4)早期胚胎可分化出外胚層、中胚層、內(nèi)胚層細(xì)胞,不同胚層的細(xì)胞將分化發(fā)育為個(gè)體的不同組織和器官。因此,通過(guò)對(duì)早期胚層的細(xì)胞進(jìn)行遺傳標(biāo)記,可研究胚胎發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞分化和組織器官的形成規(guī)律。第73頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)早期胚胎或原始性腺(2)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯全能(3)供體器官不足和器官移植后免疫排斥(4)中胚層、外胚層囊胚腔時(shí)間、發(fā)育過(guò)程、影響因素第74頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.回答下列有關(guān)胚胎工程的問(wèn)題:(1)在輸卵管內(nèi),次級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)第二次分裂是在

過(guò)程中完成的。判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志是

。(2)在哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程中,有哪些機(jī)制可以防止多個(gè)精子入卵:

。(3)沖卵得到胚胎之后要進(jìn)行質(zhì)量檢查,胚胎應(yīng)發(fā)育到

階段。第75頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)在胚胎工程中通過(guò)任何一項(xiàng)技術(shù),如

、

、

等技術(shù)獲得的胚胎,都必須移植給受體才能獲得后代。(5)胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)需要的條件是

、

、

、

。第76頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)與精子結(jié)合的不是卵子而是卵母細(xì)胞,在精卵結(jié)合過(guò)程中減數(shù)分裂結(jié)束。當(dāng)?shù)诙O體產(chǎn)生時(shí),卵子產(chǎn)生同時(shí)與精子結(jié)合。(2)防止多精子入卵的第一道屏障是透明帶反應(yīng),發(fā)生在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間;第二道屏障是卵細(xì)胞膜反應(yīng),發(fā)生在精子透過(guò)卵細(xì)胞膜進(jìn)入卵子后。兩道屏障是穩(wěn)定遺傳的保證。(3)配種或受精后第7天左右進(jìn)行沖卵,這時(shí)的胚胎發(fā)育階段一般為桑椹胚或囊胚。第77頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精等技術(shù)獲得的細(xì)胞,都必須體外培養(yǎng)一段時(shí)間后移入受體內(nèi)發(fā)育。(5)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),需要排除微生物的干擾,需要適宜的條件,也需要一定的氣體來(lái)調(diào)節(jié)pH或保證有氧環(huán)境。第78頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天答案:(1)精子和卵細(xì)胞結(jié)合在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙里可以觀察到兩個(gè)極體(2)透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)(3)桑椹胚或囊胚(4)轉(zhuǎn)基因核移植體外受精(5)無(wú)菌無(wú)毒適宜溫度和pH充足的營(yíng)養(yǎng)一定的氣體環(huán)境第79頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.克隆羊的成功轟動(dòng)世界。它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎(chǔ),又解決了器官移植中供體不足的問(wèn)題,同時(shí)也給人類帶來(lái)了一些過(guò)去尚未遇到的問(wèn)題。下圖為人類對(duì)克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。第80頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有

、

和

等。(2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的有(

)A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎,而非沖出卵子B.供、受體生理環(huán)境不一致,移入受體的胚胎也能被接受C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同,人的胚胎移植最好在原腸胚時(shí)期進(jìn)行第81頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)圖中兩個(gè)克隆動(dòng)物長(zhǎng)大后,各方面特征與原型動(dòng)物相同,這說(shuō)明

具有全能性,早期胚胎發(fā)育在

階段以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。(4)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),通常要加入

等天然成分。除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無(wú)菌、無(wú)毒及充足氧氣的環(huán)境中,還需要保證細(xì)胞生活所需的

。(5)圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞”的培養(yǎng)過(guò)程中,一般用

處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),使之分散成單個(gè)細(xì)胞。第82頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解析】(1)圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有核移植、胚胎移植、細(xì)胞培養(yǎng)。(2)沖卵是將供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)。(3)克隆動(dòng)物的產(chǎn)生說(shuō)明體細(xì)胞核具有全能性。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)需要加入血清等。答案:(1)核移植胚胎移植細(xì)胞培養(yǎng)(2)A

(3)體細(xì)胞核桑椹胚(4)血清溫度和pH

(5)胰蛋白酶第83頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.(2013·懷化模擬)胚胎移植的基本程序如圖(以牛胚胎移植為例),請(qǐng)據(jù)圖回答:第84頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)對(duì)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(dòng)物受精過(guò)程有下列中的

機(jī)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(dǎo)致透明帶反應(yīng)C.精子觸發(fā)卵黃膜表面微絨毛的抱合反應(yīng)D.精子入卵后,觸發(fā)卵黃膜封閉作用第85頁(yè),共92頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)受精有關(guān)過(guò)程有:①第一次卵裂開(kāi)始,②釋放第二極體,③頂體反應(yīng),④穿越透明帶,⑤雌、雄原核的形成,⑥核膜消失,雌、雄原核融合。其正確的順序?yàn)?/p>

(填序號(hào)),受精的標(biāo)志是

。(5)若供體母牛具有許多優(yōu)良性狀,可利用體細(xì)胞