高考生物大一輪復(fù)習(xí) 專題3 胚胎工程課件 新人教版選修3.ppt

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胚胎工程,專題三,1．本專題內(nèi)容是現(xiàn)代生物技術(shù)中一個非常重要的，而且非常有發(fā)展前景的內(nèi)容。主要考點有體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞的培養(yǎng)等胚胎工程技術(shù)。 2．預(yù)測2016年高考仍會以圖形為載體，結(jié)合人類的生產(chǎn)、生活，綜合必修部分的免疫、細胞分裂等內(nèi)容，通過胚胎工程、克隆技術(shù)等知識點，考查對各種生物技術(shù)的過程及相關(guān)概念的理解，及綜合解決實際問題的能力。,本專題內(nèi)容較多，技術(shù)性較強，是對現(xiàn)代生物科技成果的高度綜合，故復(fù)習(xí)時要注意幾個“要”： 1．要聯(lián)系：要緊密聯(lián)系已學(xué)內(nèi)容深入領(lǐng)會新加的精子的變形、卵泡的形成、卵子成熟的兩次分裂場所及時間等有關(guān)內(nèi)容。還要通過對比記住精子和卵子的發(fā)生過程及特點。 2．要識圖：在復(fù)習(xí)時要注意通過觀察課本上的圖解來記憶各時期特點。,3．要比較：本講內(nèi)容要跟基因工程、細胞工程等生物技術(shù)多聯(lián)系、多比較，可以說“動物基因工程”“動物細胞工程”等是胚胎工程的上游技術(shù)，而胚胎工程則屬于下游技術(shù)。 4．要理解：哺乳動物在自然條件下，配子的發(fā)生、受精作用和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律是胚胎工程的理論基礎(chǔ)。體外受精和早期胚胎培養(yǎng)是人們模擬自然情況經(jīng)反復(fù)探索得到的技術(shù)方法。 5．要明確：體外受精技術(shù)不僅可以為胚胎工程的其他技術(shù)提供實驗的原材料，也是胚胎工程的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一。,一、胚胎工程 胚胎工程指對動物①________________所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如②____________、體外受精、③____________、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。,早期胚胎或配子,胚胎移植,胚胎分割,二、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1．精子的發(fā)生 (1)發(fā)生的場所：④__________。 (2)時間：⑤________開始，直到⑥________________。 (3)過程：精原細胞形成⑦____________________―→經(jīng)過減數(shù)分裂形成⑧____________―→精細胞經(jīng)過變形形成⑨________。,睪丸,初情期,生殖機能衰退,初級精母細胞,精細胞,精子,2．卵子的發(fā)生 (1)發(fā)生部位：⑩________。 (2)時間：?______________。 (3)過程：卵原細胞形成?________________―→經(jīng)過減數(shù)分裂形成?____________。 (4)卵細胞受精的標(biāo)志：當(dāng)在?__________________的間隙可以觀察到?___________時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。,卵巢,胎兒期,初級卵母細胞,一個卵細胞,卵黃膜和透明帶,兩個極體,3．受精 (1)場所：?____________。 (2)受精過程 受精前的準(zhǔn)備階段： 精子獲能：精子在?_______________________發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才獲得受精能力。 卵子的準(zhǔn)備：卵子在輸卵管中發(fā)育到?______________ ________________，才具有與精子受精的能力。,輸卵管,雌性動物的生殖道內(nèi),減數(shù)第二次,分裂的中期,頂體,透明帶,防止多精子,進入卵細胞,卵黃膜封閉,合子,不斷增加,不增加，或略有縮小,桑椹胚,全能,囊胚,分化,三胚層,卵母細胞,假陰道法,培養(yǎng)法,化學(xué)誘導(dǎo)法,獲能溶液或?qū)Ｓ檬芫芤?維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清,生理環(huán)境,游離,免疫排斥反應(yīng),遺傳物質(zhì),繁殖潛力,繁殖周期,人工授精,收集、檢查、培養(yǎng)或保存,胚胎移植,機械,早期胚胎,同卵雙胎或多胎,具有相同的遺傳物質(zhì),桑椹胚或囊胚,ES或EK細胞,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,1．比較精子和卵子的發(fā)生,精子和卵子的發(fā)生及受精作用,(2)哺乳動物卵子發(fā)生的主要特點 ①初級卵母細胞的減數(shù)第一次分裂發(fā)生在排卵前后，產(chǎn)生一個次級卵母細胞和一個第一極體。 ②當(dāng)精子與卵子結(jié)合時，次級卵母細胞進行減數(shù)第二次分裂形成卵細胞和第二極體。 ③卵細胞具有只允許同種單個精子完成受精的保障。,3．受精作用 (1)場所：輸卵管中。 (2)過程 ①受精前的準(zhǔn)備 a．精子獲能：成熟的精子必須在雌性動物的生殖道中經(jīng)歷一段時間，發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力的生理現(xiàn)象。 b．卵子的準(zhǔn)備：卵子要在輸卵管中進一步成熟，發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備受精的能力。,②受精階段——受精四部曲 第一步：精子穿越放射冠和透明帶。首先發(fā)生頂體反應(yīng)，使頂體內(nèi)的酶釋放出來，頂體酶溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞之間的物質(zhì)，并穿越透明帶。 第二步：精子進入卵黃膜。精子外膜與卵黃膜融合，精子入卵，卵黃膜拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。 第三步：原核形成。精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子完成減Ⅱ分裂，形成雌原核。 第四步：配子結(jié)合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。,(3)防止多個精子入卵受精的保障 ①透明帶反應(yīng)：精子穿過放射冠和透明帶，在接觸卵黃膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第一道屏障。 ②卵黃膜封閉作用：精子與卵黃膜接觸，精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜立即發(fā)生阻止其他精子再進入卵內(nèi)的生理反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。,①卵子受精的標(biāo)志：在卵黃膜和透明帶之間的間隙觀察到兩個極體。②受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核融合。,(2014·廣東聯(lián)考)(雙選)下列有關(guān)哺乳動物精子和卵細胞的發(fā)生以及受精作用的敘述。正確的是( ) A．精子必須獲能后才能與卵細胞發(fā)生受精作用 B．排卵就是排出成熟卵細胞的過程 C．卵細胞形成時的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成 D．受精作用完成的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個極體,解析 精子必須獲能后才能與卵細胞結(jié)合完成受精作用；動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，有的可能是初級卵母細胞，但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟；受精作用完成的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個極體。 答案 AD,(雙選)關(guān)于受精過程的敘述錯誤的是( ) A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠 B．透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第二道屏障 C．精子與卵黃膜相互融合，精子入卵 D．雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂 【答案】AB 【解析】受精時精子依次穿越放射冠和透明帶；阻止多精入卵的屏障依次是透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用；卵子完成減數(shù)第二次分裂是在雄原核形成時進行的。,1．生物個體發(fā)育的過程,胚胎發(fā)育的過程,,2．早期胚胎發(fā)育 (1)早期胚胎發(fā)育所經(jīng)歷的幾個重要階段,,(2)哺乳動物桑椹胚和囊胚的主要特點 ①桑椹胚的細胞數(shù)在32個左右，細胞排列緊密，形似桑椹，這些細胞都具全能性。 ②囊胚出現(xiàn)了細胞分化，聚集于一端。個體較大的細胞為內(nèi)細胞團，將發(fā)育為胎兒本身；沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列的個體小的細胞為滋養(yǎng)層細胞，將發(fā)育為胎膜和胎盤，為胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。 3．影響發(fā)育的因素 (1)內(nèi)因：遺傳信息。 (2)外因：環(huán)境(溫度、水、氧氣、營養(yǎng)等)。,有科學(xué)家在實驗室里實現(xiàn)了“將人體卵細胞培育成囊胚”的實驗，則在以下推測中，有可能正確的是( ) ①如果該囊胚真能發(fā)育成成體，則其遺傳特性和母本完全相同 ②如果該囊胚真能發(fā)育成成體，其性別是男性的概率為1/2 ③如果使囊胚的染色體數(shù)目加倍，得到的將是一個純合的二倍體 ④如果該囊胚真能發(fā)育成成體，該個體患遺傳病的概率會大大增加 A．①③ B．②④ C．②③ D．③④,解析 卵細胞是生殖細胞，培育成囊胚再發(fā)育成成體，其含有正常成人的一整套遺傳信息，但遺傳特性和母本不完全相同，且不會出現(xiàn)男性性別；該囊胚只含一組染色體組，發(fā)育成的個體是單倍體，由于沒有其等位基因，所以該個體患遺傳病的概率會大大增加，當(dāng)將該囊胚染色體數(shù)目加倍后則得到純合的二倍體。 答案 D,(2013·遼寧聯(lián)考)下列有關(guān)生物工程的敘述，錯誤的是( ) A．進行胚胎移植時，可選用圖中所示時期的胚胎或卵裂球或桑椹胚,,B．高等動物的胚胎發(fā)育是指從受精卵發(fā)育到幼體的過程 C．圖中是胚胎發(fā)育過程中的囊胚示意圖，其中③為內(nèi)細胞團細胞，具有發(fā)育全能性 D．進行胚胎分割時，就選擇原腸胚期的胚胎進行 【答案】D 【解析】進行胚胎分割時，應(yīng)選擇囊胚期或桑椹胚期的胚胎進行。,1．體外受精 (1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)：①對于體型較小的動物，采用促性腺激素處理，排卵后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精；②對于大家畜或大型動物，從已被屠宰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卵母細胞。,體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,(2)精子的采集和獲能：①精子的采集方法有假陰道法、手握法(只適用于豬和犬等體型較小，易于控制的家畜)、電刺激法(這種方法多用于野生或經(jīng)濟動物)。②精子的獲能：對于嚙齒動物、家兔和豬等動物的精子，一般采用培養(yǎng)法，即將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能；對于牛、羊等家畜的精子常采用誘導(dǎo)法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體溶液中。,2．胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)目的：檢測受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。 (2)培養(yǎng)液成分：水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等。 (3)胚胎的去向：冷凍保存、移植到受體動物子宮內(nèi)培養(yǎng)。,3．胚胎移植 (1)概念：指將雌性動物的早期胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。 (2)所需個體：其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種。,(3)基本程序主要包括 ①對供、受體的選擇和處理。用激素進行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體做超數(shù)排卵處理。 ②配種或人工授精。 ③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。 ④對胚胎進行移植。 ⑤移植后的檢查。對受體進行是否妊娠的檢查。,(4)生理學(xué)基礎(chǔ) ①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。 ②早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。 ③受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體的存活提供了可能。 ④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，這為胚胎的正常發(fā)育提供可能。,4．胚胎分割 (1)概念：指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(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。 (2)理論基礎(chǔ)：細胞的全能性。 (3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 (4)操作過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚并移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎，注入空透明帶中或直接移植給受體。,(5)存在問題 ①剛出生的動物體重偏低、毛色和斑紋等性狀存在差異； ②采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的。 (6)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無性繁殖或克隆。,對囊胚期的胚胎分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。,5．胚胎干細胞 (1)含義：由早期胚胎(囊胚的內(nèi)細胞團)或原始性腺(胎兒)中分離出來的一類細胞，又叫ES或EK細胞。,下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是( ) A．受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植 B．受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài) C．超數(shù)排卵時不需要激素處理母畜 D．試管嬰兒的受精過程在試管內(nèi)完成,解析 受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎處于游離狀態(tài)，不與母體建立組織上的聯(lián)系，所以能夠移植；受體母畜只有處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)，供、受體生殖器官的生理變化才相同；超數(shù)排卵時需要用促性腺激素來處理母畜；試管嬰兒的受精和早期胚胎發(fā)育在試管內(nèi)完成，之后再進行胚胎移植。 答案 C,(2013·信陽期末)胚胎分割要將內(nèi)細胞團均等分割的原因是( ) A．以免影響胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育 B．保證遺傳物質(zhì)的平均分配 C．確保胚胎發(fā)育后期營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng) D．防止分割而來的兩個個體性狀差異大 【答案】A 【解析】在胚胎分割中要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。,1．試管動物的生產(chǎn)流程,胚胎工程的3個操作流程,,2．克隆動物的培育流程 以牛胚胎移植為例,,3．胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植為例,,(1)選擇的對象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指對良種母牛和普通母牛做同期發(fā)情處理，以使其生殖器官的生理變化相同；同時要對良種母牛做超數(shù)排卵處理，以促其多產(chǎn)生卵子。 (2)沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內(nèi)沖洗出來，而不是沖洗出卵子。 (3)良種牛后代的遺傳特性是由供體公牛和母牛決定的，受體母牛只是提供了胚胎發(fā)育的場所，不影響后代的遺傳特性。 (4)胚胎移植的培育流程中有兩次使用促性腺激素，第一次是對供、受體進行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。,(2014·廣州模擬)下列關(guān)于哺乳動物胚胎工程的敘述，錯誤的是( ) A．胚胎分割時，最好選擇桑椹胚或原腸胚 B．胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，可從早期胚胎中分離獲取 C．胚胎移植時，受體母畜的生理狀態(tài)必須與供體母畜相同 D．培育試管動物時，受精過程及早期胚胎發(fā)育過程在體外進行,解析 胚胎分割時一般選擇桑椹胚或囊胚，故A錯；早期胚胎中含有胚胎干細胞，胚胎干細胞屬于全能干細胞，故B對；胚胎移植前需要對供體母畜和受體母畜進行同期發(fā)情處理，以保證兩者具有相同的生理狀態(tài)，故C對；試管動物的培養(yǎng)利用了體外受精、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，受精過程和早期胚胎培養(yǎng)都是在體外進行的，故D對。 答案 A,( 2015屆天津六校聯(lián)考)牛胚胎移植實驗的主要流程如下，下列相關(guān)敘述正確的是( ) A．獲取的精子經(jīng)獲能處理后才能進行體外受精 B．②過程只與細胞膜的流動性有關(guān) C．③過程的細胞增殖方式包括有絲分裂及減數(shù)分裂 D．④過程屬于胚胎移植過程 【答案】A,,