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(xì)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(xì)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(qiáng)，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(xì)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(xì)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(jìn)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(xì)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(xì)胞形成⑦_(dá)___________________―→經(jīng)過減數(shù)分裂形成⑧____________―→精細(xì)胞經(jīng)過變形形成⑨________。,睪丸,初情期,生殖機(jī)能衰退,初級精母細(xì)胞,精細(xì)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(xì)胞形成?________________―→經(jīng)過減數(shù)分裂形成?____________。 (4)卵細(xì)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(xì)胞,一個卵細(xì)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(jìn)入卵細(xì)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(xì)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(jī)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂形成卵細(xì)胞和第二極體。 ③卵細(xì)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(jìn)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(xì)胞之間的物質(zhì)，并穿越透明帶。 第二步：精子進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(xì)胞發(fā)生受精作用 B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過程 C．卵細(xì)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(xì)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(xì)胞，有的可能是初級卵母細(xì)胞，但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)胞數(shù)在32個左右，細(xì)胞排列緊密，形似桑椹，這些細(xì)胞都具全能性。 ②囊胚出現(xiàn)了細(xì)胞分化，聚集于一端。個體較大的細(xì)胞為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將發(fā)育為胎兒本身；沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的個體小的細(xì)胞為滋養(yǎng)層細(xì)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(xì)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(xì)胞是生殖細(xì)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(jìn)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(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，具有發(fā)育全能性 D．進(jìn)行胚胎分割時，就選擇原腸胚期的胚胎進(jìn)行 【答案】D 【解析】進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇囊胚期或桑椹胚期的胚胎進(jìn)行。,1．體外受精 (1)卵母細(xì)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(xì)胞或直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)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(jì)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(jī)鹽、有機(jī)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(jìn)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(jìn)行移植。 ⑤移植后的檢查。對受體進(jìn)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(jī)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(xì)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(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,5．胚胎干細(xì)胞 (1)含義：由早期胚胎(囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán))或原始性腺(胎兒)中分離出來的一類細(xì)胞，又叫ES或EK細(xì)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(jìn)行胚胎移植。 答案 C,(2013·信陽期末)胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割的原因是( ) A．以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)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(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(xì)胞，胚胎干細(xì)胞屬于全能干細(xì)胞，故B對；胚胎移植前需要對供體母畜和受體母畜進(jìn)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(jìn)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(jìn)行體外受精 B．②過程只與細(xì)胞膜的流動性有關(guān) C．③過程的細(xì)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,,