2019版高考生物一轮复习 胚胎工程课件.ppt

高考总复习生物 选修3现代生物科技专题学案44胚胎工程 一 体内受精和早期胚胎发育 基础回顾 1 精子和卵子的发生的比较 睾丸的曲细精管 卵巢 从初情期开始 从胚胎出现性别分化后 需变形 不均等分裂和均等分裂 形成1个卵子和3个极体 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 基础回顾 2 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 期 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 到减数第二次分裂中 放射冠 透明带 卵细胞膜 原核 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 3 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 基础回顾 输卵管 有丝分裂 内细胞团 三 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 解惑 区分顶体反应 透明带反应 卵细胞膜反应的方法 1 从发生时间看 顶体反应发生在精子与卵子相遇时 透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间 卵细胞膜反应发生在精子入卵后 2 从生理作用看 顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质 使精子穿越放射冠 基础回顾 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 透明带反应是防止多个精子穿越透明带 是防止多精入卵的第一道屏障 卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障 基础回顾 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 二 体外受精和早期胚胎培养 基础回顾 促性腺激素 假阴道法 电刺激法 培养法 获能的精子 获能溶液 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 基础回顾 无机盐和有机盐 维生素和激素 氨基酸和核苷酸 血清 受体移植 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 三 胚胎工程的应用及前景 基础回顾 1 胚胎移植 1 概念剖析 供体 能提供早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到胚胎的雌性动物 受体 的其他雌性动物 结果 产生新个体 2 意义 充分发挥 同种的 生理状态相同 雌性优良个体的繁殖潜力 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 3 生理学基础 移入 排卵后 的生理变化是相同的 收集 早期胚胎处于 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 遗传性 供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系 但移入受体的供体胚胎的 不受任何影响 基础回顾 供 受体生殖器官 游离状态 免疫排斥反应 生理和组织 遗传特性 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 4 基本程序 对供 受体的选择和处理 对胚胎的收集 检查 培养或保存 移植后检查 2 胚胎分割 1 概念 方法 机械方法 分割份数 将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 目的 获得 基础回顾 配种或进行人工授精 胚胎移植 同卵双胎或多胎 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 2 定位 动物 的方法之一 3 材料 发育良好 形态正常的 4 要求 将 均等分割 3 胚胎干细胞 ES或EK细胞 1 来源 基础回顾 无性繁殖或克隆 桑椹胚或囊胚 内细胞团 早期胚胎或原始性腺 小 大 核仁 全能性 发生分化 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 解惑 胚胎工程中的几个易混点辨析 1 同种动物之间进行胚胎移植易成功 这里的 同种 是指 同物种 2 作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种 供体则为优良品种 3 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 在囊胚阶段分割时 要将内细胞团均等分割 4 试管婴儿技术为有性生殖 胚胎分割为无性生殖 基础回顾 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 5 胚胎移植是有性生殖还是无性生殖 胚胎是由受精卵形成的 属于有性生殖 由核移植技术形成的重组细胞发育而成的 属于无性生殖 基础回顾 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 考点1胚胎发育的过程及体外受精和早期胚胎的培养 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 2 体外受精 1 原理 人工模拟体内环境 包括营养 温度 pH等 使初级卵母细胞成熟和精子获能 最终完成受精和胚胎保存 2 主要操作步骤 卵母细胞的采集 方法一 对小型动物一般采用促性腺激素处理 排卵后直接从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 方法二 对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞 经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精 精子的采集和获能 采集方法 假阴道法 手握法和电刺激法等 获能方法 培养法和诱导法 受精 获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精 3 早期胚胎的培养 1 培养液成分 盐类 包括无机盐和有机盐 营养物质 蛋白质的组成单位氨基酸 DNA和RNA的组成单位核苷酸 调节 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 物质有维生素 激素 特有物质有血清 2 胚胎移植时间 不同动物其胚胎移植的时间不同 牛 羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段 小鼠 家兔在桑椹胚前 人胚胎可在4个细胞阶段移植 几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植 因为此时分化程度高 移植成功率很低 3 胚胎发育到适宜阶段时 既可向受体移植 也可冷冻保存 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 特别提醒 1 受精过程中有三大反应 作用 顶体反应 透明带反应 卵细胞膜反应 三大反应 作用 的作用不同 顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路 透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障 卵细胞膜反应则是防止多精子入卵受精的第二道屏障 2 动物排出卵子的成熟程度不同 有的可能是次级卵母细胞 如猪 羊等 有的可能是初级卵母细胞 如马 犬等 但它们都要在输卵管内进一步成熟 当达到减数第二次分裂的中期时 才具有与精子受精的能力 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 3 胚胎早期培养过程中有两次用到了显微镜进行检查 在进行卵母细胞成熟培养前 要抽取卵母细胞在显微镜下检查并挑选 胚胎培养前要用显徽镜检查受精卵 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 例 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 下列相关描述正确的是 A 图中3是透明带 7是原肠腔B 发育的先后顺序是甲一丙一乙C 1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织D 甲 乙 丙时期的细胞都具有发育的全能性 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 解析 图中甲是桑椹胚 乙是囊胚 丙是原肠胚 图中1是滋养层 2是内细胞团 3是透明带 4是囊胚腔 5是外胚层 6是滋养层 7是原肠腔 8是内胚层 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘 答案 A 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 名师点睛有关体内受精与早期胚胎发育的辨析 1 对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清 误认为卵裂阶段的细胞分裂方式包括减数分裂 实际上只有有丝分裂 误认为卵裂阶段细胞中有机物 DNA的含量要增多 细胞体积要增大 从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小 但细胞数目增多 所以每个细胞体积减小 伴随细胞分裂 细胞数目增多 总DNA含量增多 但每个细胞中DNA含量保持相对稳定 该过程中有机物总量减少 因为一直呼吸消耗但不从外界吸收 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 2 对排卵理解不准确 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵地从卵巢中排出 3 混淆受精标志与受精完成的标志 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体 而受精过程完成的标志是雌 雄原棱的融合 4 不能对胚胎发育与胚胎工程中的有关概念进行正确区分 对精子和卵子的发生 发育及结合场所不熟 精子发生场所 睾丸的曲细精管 卵子的发生场所 卵巢 受精场所 输卵管受精卵发育场所 输卵管和子宫 精子发生的时间及特点 初情期后 两次分裂连续进行 卵子发生的时间及特点 胚胎性别分化以后 两次分裂不连续进行 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 对囊胚和桑椹胚在胚胎发育过程中昕处的阶段 特点和在胚胎工程中的应用没有完全掌握 胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚 可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚 忽略 透明带反应 和 卵细胞膜反应 在受精过程中的生物学意义 两者构成了防止多精入卵受精的两道屏障 体外受精易忽视 精子获能 和 卵子成熟 问题 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 考点2胚胎工程的应用 要点探究 1 胚胎移植 借腹怀胎 1 胚胎移植的实质 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换 而胚胎本身的遗传物质并不发生改变 因此各种性状能保持其原来的优良特性 2 胚胎移植成功的保障 生理学基础 供 受体生殖器官的生理变化是相同的 哺乳动物的早期胚胎形成后 在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系 而是处于游离状态 这就为胚胎的收集提供了可能 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 这为胚胎在受体内的存活提供了可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但移入受体的供体胚胎的遗传特性 在孕育过程中不受任何影响 3 胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 1 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序 移植的胚胎必须在原肠胚之前 不能直接移植受精卵 要点探究 3 促性腺激素两次使用 同期发情处理 超数排卵 4 两次检查 收集胚胎检查 移植后是否妊娠检查 5 冲卵含义 冲出早期胚胎 不是冲出卵子 6 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 7 同期发情处理用雌性激素 超数排卵处理用促性腺激素 8 试管动物的性别和性状由父本 母本决定 而克隆动物的性别和性状与核供体相同 9 胚胎的产生过程一般是有性生殖 但胚胎分割是无性生殖方式 2 胚胎分割 无性繁殖 1 实质 胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成两组或多组 经过短暂培养使其修复 发育后 再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术 这种技术又称做人工同卵多胎技术 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 胚胎分割可成倍增加胚胎数量 是一种快速繁殖种畜的方法 属于动物无性繁殖或克隆的方法之一 其他方法还有核移植 2 要点 材料选择 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 囊胚期分割要求 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 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 过程图解 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 3 干细胞 1 干细胞分类 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 2 胚胎干细胞的应用前景 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 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 例 胚胎工程技术包含的内容很丰富 如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况 其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛 供体2是黄牛 请据图回答下列问题 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 1 应用1的名称是 利用该技术获得的小牛 其遗传物质来源于 2 应用2中牛完成体内受精的场所是 刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为 胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的营养 该构造由 细胞发育而成 这种试管牛的产生 采用的胚胎工程技术有 至少答出2种 等 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 3 应用3中细胞C取自牛胎儿的或细胞 4 应用4中通过技术获得二分胚 和 得到两只小牛 可以通过PCR技术进行小牛早期胚胎性别鉴定 也可以在细胞结构水平上通过对的分析进行性别鉴定 解析 分析题图 应用1中 供体1提供细胞核 供体2提供细胞质 经过核移植技术形成重组细胞 并发育形成早期胚胎 再胚胎移植到受体子宫发育成小牛 称为克隆牛 应用2中 优良公牛和供体1配种形成受精卵 并发育成早期胚胎 再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛 属于有性生殖 应用3中 从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞 并进行体外干细胞培养 应用4中 采用了胚胎分割技术 1 由以上分析可知应用1中获得的小牛为克隆牛 其细胞核遗传物质来源于供体1 细胞质遗传物质来源于供体2 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 2 牛完成体内受精的场所是输卵管 一般发育到桑椹胚或囊胚时期时进行胚胎移植 胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质 这种试管牛的产生 采用的胚胎工程技术有体外授精 早期胚胎培养 胚胎移植等 3 细胞C为胚胎干细胞 该细胞取自牛胎儿的原始性腺或早期胚胎细胞 4 应用4中通过胚胎分割技术获得二分胚 和 得到两只小牛 可以通过PCR技术进行小牛早期胚胎性别鉴定 也可以在细胞水平上通过对染色体的分析进行性别鉴定 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 答案 1 核移植 技术 供体1和供体2 2 输卵管桑椹胚或囊胚滋养层人工授精 或体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植 3 原始性腺早期胚胎 内细胞团 4 胚胎分割染色体 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 名师点睛胚胎分割时一定要将内细胞团均分 1 内细胞团的细胞可以说都具有全能性 桑椹胚的每个细胞都有全能性 每个细胞内的遗传物质都是一样的 2 若分割时不能将内细胞团均等分割 会出现含内细胞团多的部分正常发育能力强 少的部分发育受阻或发育不良 甚至不能发育等问题 要点探究 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 高分秘笈 1 2014 江苏卷 杜泊羊以其生长速度快 肉质好等优点 被称为 钻石级 肉用绵羊 科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示 相关叙述正确的是 A 为了获得更多的卵母细胞 需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理 D 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 高分秘笈 B 从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精于进行体外受精C 为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应 应注射免疫抑制剂D 为了进一步扩大繁殖规模 可通过胫胎分割技术获得同卵双胎 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 高分秘笈 解析 超数排卵用促性腺激素而不是雌激素 A错误 根据采集部位而定 如果是从输卵管采集的卵细胞 已发育成熟 可直接与获能的精子在体外受精 如果是从卵巢是采集的卵细胞 未发育成熟 都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精 B错误 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 C错误 为了进一步扩大繁殖规模 可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎 D正确 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 提能演练 2 目前 精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一 该方法以精子作为外源基因的载体 使精子携带外源基因进入卵细胞受精 下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程 请据图回答 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 提能演练 1 获取外源基因用到的工具酶是 为了提高实验成功率 通常利用 技术获得大量标记的外源基因 2 外源基因能够整合到精子的 上是提高转化率的关键 因为受精时只有精子的 才能进入卵细胞中 3 过程 采用的是 技术 该过程中应对已经导入外源基因的精子进行 处理 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 提能演练 4 过程 需要在 至少写出两点 等条件下进行 由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚 因此在培养细胞时需在培养基中加入一定量的 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 高分秘笈 解析 1 获取目的基因时 需要限制性核酸内切酶切割 为了提高实验成功率 可以通过PCR扩增技术 可以在短时间内大量扩增目的基因 2 精子与卵细胞受精时 将精子的头部进入卵细胞中 并释放其细胞核进入卵细胞 但细胞质未进入 为了提高转化率 必须将外源基因整合到精子的染色体中 才可以使外源基因进入受精卵中 3 过程是携带外源基因的精子与卵细胞发生体外受精 形成受精卵 精子必须获能才可以与卵细胞发生受精作用 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接 高分秘笈 答案 1 限制性核酸内切酶PCR 2 染色体头部 细胞核 3 体外受精获能 4 无菌无毒 适宜的温度和pH 营养充足 适宜气体环境动物血清 基础回顾要点探究提能演练 栏目链接