【名师导学】高考生物一轮复习 3.77 动物细胞工程课件 新人教版选修3.ppt

专题3胚胎工程 本专题知识经常与减数分裂 生物的遗传变异以及细胞工程 基因工程等知识相联系考查 因此学习本专题时 注意联系相关知识 形成知识的系统性 本专题内容涉及以前的知识较多 因此在高考中以综合题的形式出题的可能性比较大 考查学生的综合能力 是高考的热点 1 复习时注意联系细胞分化 细胞全能性 人工授精 试管婴儿 细胞培养技术和细胞融合等知识 2 先将体内受精过程和早期胚胎发育复习到位 再复习体外受精和早期胚胎培养的相应过程 两者和绝大多数知识一样 只是在场所和空间上存在差别 3 注意过程图解与文字叙述相符合 有助于理解记忆 考点一体内受精和早期胚胎发育 基础知识整合 1 哺乳动物精子的发生发生部位 发生时间 开始 直到生殖机能衰退 睾丸的曲细精管 初情期 精子细胞的变形 细胞核 高尔基体 中心体 线粒体鞘 原生质滴 2 哺乳动物卵子的发生场所 时间 始于 过程 卵原细胞进行演变成初级卵母细胞 被包围 形成初级卵泡 经过形成和 其中 经过减数第二次分裂形成个 而的减数第二次分裂是在过程中完成的 形成 个和 个 卵巢 输卵管 初情期 有丝分裂 卵泡细胞 减数第一次分裂 第一极体 次级卵母细胞 第一极体 2 第二极体 次级卵母细胞 受精 输卵管 1 卵子 1 第二极体 哺乳动物卵子发生的简图如下 3 受精作用 1 受精作用的定义 精子与卵子结合形成合子 即受精卵 的过程 2 受精作用的场所 3 受精标志 的形成 受精完成的标志是融合成 4 受精作用的结果 使的精子和卵子结合形成的受精卵 染色体数目恢复到中的数目 其中一半染色体来自 另一半来自母方 5 减数分裂和受精作用的意义 对于维持 对于 都是十分重要的 输卵管 第二极体 雌雄原核 合子 单倍染色体 二倍染色体 体细胞 父方 每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 生物的遗传和变异 4 哺乳动物胚胎发育的基本过程起点 终点 包括 细胞进行分裂 数量 胚胎总体积 桑椹胚 细胞开始 其中个体较大的细胞叫 将来发育成胎儿的各种组织 个体较小的细胞 称为滋养层 它们将来发育成胎膜和胎盘 等主要阶段 根据胚胎形态的变化 可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段 受精卵 幼体 卵裂 有丝 增加 不增加 囊胚 分化 内细胞团 原肠胚 知识拓展 精子 卵子形成过程的异同点 典例精析 例1 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题 1 精细胞经变形后 高尔基体发育形成精子的顶体 顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带 2 某动物排卵时 减数第一次分裂尚未完成 此时卵子处于卵母细胞阶段 当该细胞发育至减数第二次分裂期时 才具备受精能力 若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体 则表明过程已完成 顶体酶 初级 中 受精 3 动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内 使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植 为了获得更多的早期胚胎 常用激素对供体进行处理 其目的是获得更多的 经人工受精后可得到早期胚胎 用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时 发现活胚胎细胞不能被染色 其原因是活细胞膜 4 若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体 可对发育到桑椹胚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行处理 再植入到受体内 若要对早期胚胎进行长期保存 应将其置于条件下 生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性 胚胎分割 冷冻 或液氮 考查类型 本题是考查哺乳动物精子和卵子发生有关的问题 解析 顶体酶协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带 在卵黄膜和透明带之间看到两个极体 则表明受精过程已完成 用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时 发现活胚胎细胞不能被染色 其原因是活细胞膜对物质的吸收具有选择透过性 方法归纳 解答这类题的关键是 依据哺乳动物精子和卵子发生有关的知识 把其中的重要过程作一定的了解即可 高考中这一部分的题目一般基础性较强 考点二体外受精和早期胚胎培养 基础知识整合 1 胚胎工程的概念及技术手段是指对动物或所进行的多种显微操作和处理技术 如 等技术 经过处理后获得的胚胎 还需移植到动物体内生产后代 以满足人类的各种需求 胚胎工程的许多技术 实际是在条件下 对动物和发育条件的模拟操作 早期胚胎 配子 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养 雌性 体外 自然受精 早期胚胎 2 试管动物技术 是指通过人工操作使卵子和精子在成熟和受精 并通过培养发育为早期胚胎后 再经移植产生后代的技术 属生殖过程 基本原理 人工模拟环境 包括 等 使细胞成熟 同时使精子 最终完成作用 并有计划地保存等 体外条件下 有性 体内 营养 温度 ph 初级卵母 获能 受精 胚胎 3 体外受精的过程 1 卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 对体型小的动物用处理 从输卵管冲取卵子 可直接受精 对体型大的动物从中采集卵母细胞 要在体外培养成熟 2 精子的采集和获能常用方法有 和 获能方法有和 3 体外受精将人工采集的精液与已经成熟的混合 使精子和成熟的卵母细胞在母畜体外完成受精 该过程称 可置于专门的或中 促性腺激素 卵巢 假阴道法 手握法 电激法 培养法 化学诱导法 卵母细胞 体外受精 受精溶液 获能液 4 胚胎的早期培养培养液的成分 两盐 两素 两酸 等营养成分和等物质 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向受体移植或冷冻保存 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清 知识拓展 1 采集卵母细胞一是给母畜注射一定量的激素 促使卵巢产生更多的卵母细胞 然后利用超声波引导法从母畜卵巢内采集这些卵母细胞 二是从屠宰的母畜卵巢内直接获取卵母细胞 2 体外成熟刚获取的卵母细胞还没有发育成熟 不能与精子受精 在人工模拟环境 如温度 营养 ph等 条件下 使获取的卵母细胞发育成熟 3 采集精子和获能常用方法有假阴道法 手握法和电激法 获能方法有培养法和化学诱导法 4 体外受精将人工采集的公畜精液与已经成熟的卵母细胞混合 使精子和成熟的卵母细胞在母畜体外完成受精 该过程称体外受精 典例精析 例2 胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术 可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用 下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程 1 从良种母牛采集的卵母细胞 都需要进行体外培养 其目的是 从良种公牛采集的精子需后才能进行受精作用 使卵母细胞成熟 或 使卵母细胞获得受精能力 获能 2 在体外培养受精卵时 除了给予一定量的o2以维持细胞呼吸外 还需要提供气体以维持 3 图中过程a称为 它在胚胎工程中的意义在于 4 研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器 需将目的基因导入牛受精卵 最常用的导入方法是 获得转基因母牛后 如果即说明目的基因已经表达 co2 培养液 基 的ph 胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率 显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素 或 牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素 考查类型 本题主要考查胚胎工程的原理 意在考查考生的图表分析能力和知识应用能力 解析 获取的卵母细胞只有少数成熟 大部分需培养后才发育成熟 具备受精条件 获得精子也要经过获能处理后才能与卵母细胞受精 动物细胞培养需要给予o2和co2 co2的目的是维持培养液正常的酸碱度 胚胎移植是胚胎工程中的关键环节 也为研究胚胎工程的其他技术提供了保障 将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法 检测目的基因是否表达的方法是检测有无目的基因的表达产物 方法归纳 将基因工程和胚胎工程的技术手段综合运用 要对各技术手段的原理 步骤熟练掌握 考点三胚胎工程的应用及前景 基础知识整合 1 胚胎移植技术 1 概念 将雌性动物的 或者通过体外受精及其他方法得到的胚胎 移植到的其他雌性动物的体内 使之继续发育为新个体的技术 2 优势 可以充分发挥性优良个体的繁殖潜力 供体本身的繁殖周期 早期胚胎 同种的 生理状态相同 雌 缩短 3 胚胎移植的生理学基础 同种动物的供 受体生殖器官的生理变化是相同的 对供体和受体进行处理 早期胚胎形成后处于状态 为胚胎的收集提供可能 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生反应 移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中 4 胚胎移植的程序 对供 受体母牛进行选择 用进行同期发情处理 对供体母牛用激素作超数排卵处理 选择同种优秀公牛配种 生殖过程 对胚胎进行收集 此时胚胎处于游离状态 对胚胎进行质量检查 此时胚胎应发育到 胚胎移植 或冷冻保存 检查受体母牛是否受孕 产下胚胎移植的犊牛 同期发情 游离 免疫排斥 不受影响 激素 有性 桑椹胚或囊胚 2 胚胎分割技术 1 概念 用法将切割成2 4 8等份 经获得的技术 可看作是动物无性繁殖或克隆 2 基本过程 选择发育良好的移入培养皿中 用或将其切开 吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体 注意 内细胞团要分割 否则会影响胚胎的恢复和进一步发育 机械 早期胚胎 移植 同卵双胎或多胎 桑椹胚或囊胚 分割针 分割刀 均等 3 胚胎干细胞 概念 哺乳动物的胚胎干细胞简称或ek细胞 是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 来源 或 特点 具的特性 形态方面 体积小 细胞核大 核仁明显功能方面 具有 即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞 体外培养 可以只增殖而不分化 适于冷冻保存或进行遗传改造 es 早期胚胎 原始性腺 胚胎细胞 发育的全能性 知识拓展 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 因此各种性状均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 第一 供 受体生殖器官的生理变化是相同的 第二 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 第三 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 第四 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 注意为胚胎在受体内的存活提供可能的基础应为外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 3 胚胎移植的过程归纳总结 1 该过程中两次使用促性腺激素 第一次对受 供体进行同期发情处理 第二次用于供体的超数排卵 2 该过程中的两次检查 第一次对收集的胚胎进行检查 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查 3 产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛 性别取决于公牛提供何种类型的精子 二者与受体牛没有关系 4 冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎 而非冲出卵子 4 胚胎移植的意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 因为正常情况下一头牛一生可产下4 5头犊牛 但通过胚胎移植一次可产下3 4头 一生可产下数十头 是自然繁殖的十几倍到几十倍 衰老细胞 癌细胞和胚胎干细胞的特征 典例精析 例3 下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述 错误的是 a 对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理b 人工授精后的一定时间内 收集供体原肠胚用于胚胎分割c 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎d 一次给受体母羊植入多个胚胎 可增加双胞胎和多胞胎的比例 b 考查类型 本题考查胚胎工程的相关知识 意在考查考生对胚胎工程的理解 解析 人工授精后的一定时间内 收集供体的早期胚胎 如囊胚 用于胚胎分割 b项错误 方法归纳 对于识记层次的知识在复习时要牢记在心 课时练习七十九一 选择题 每题有一个正确答案 1 2011江苏 下列关于胚胎工程的叙述 错误的是 a 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精b 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植c 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清d 试管婴儿技术主要包括体外受精 早期胚胎培养和胚胎移植技术 解析 胚胎移植通常选发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植 故b错误 b 2 下列有关试管动物技术的叙述不正确的是 a 体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 受精b 受精卵移植之前需检查受精状况和发育能力c 胚胎发育的过程为 受精卵 桑椹胚 囊胚 原肠胚d 移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响 c 3 一个婴儿出生后 医院为他保留了脐带血 在他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病 就可以通过血液中的干细胞来为其治病 关于这个实例说法正确的是 a 用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病 需要激发细胞的所有全能性b 用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病c 如果要移植用他的干细胞培育出的器官 需要用到细胞培养技术d 如果要移植用他的干细胞培育出的器官 应该要长期给他使用免疫抑制药物 c 4 下列关于动物胚胎移植的叙述中 错误的是 a 受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植b 受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态c 超数排卵技术要使用一定的激素d 试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行 a 5 下面是科学家设计的快速繁殖良种奶牛的两种方法 下列叙述不正确的是 a 在试管牛e和克隆牛g的培育过程中都必须用到动物细胞培养技术b 图中激素处理良种母牛b的目的是为了获得更多的卵细胞c 克隆牛g一定是公牛d 母牛b与公牛c杂交后代与克隆牛g的遗传信息相同 d 6 人卵只与一个精子融合 但为什么还要数以千万计的精子才能保证受精完成 a 精子的寿命短b 精子到达卵的几率极低c 精子分泌酶水解卵周围的细胞d 精子为卵提供营养物质 b 7 供 受体母牛选择好后 要用激素进行同期发情处理的原因是 a 防止受体牛不愿意接受胚胎b 只有受体与供体的生理状态相同 被移植的胚胎才能继续正常发育c 只要发情排卵后 各阶段时间内的变化 供 受体生理状态完全相同d 同期发情处理后 卵细胞和精子受精结合能力强 b 8 2011浙江 培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙述正确的是 a 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵b 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟c 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液d 丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 a 解析 注射促性腺激素可以超数排卵 选项a正确 乙过程是受精作用 选项b错 丙过程是早期胚胎发育 在发育培养液中完成 而乙过程受精作用在获能溶液或专门的受精溶液中完成 选项c错 胚胎移植时要保证受体和供体的生理状态相同 不是性状相同 选项d错 9 英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞 乳腺细胞 成功地培育出一只小母羊 取名 多利 这一方法被称之为 克隆 以下四项中与此方法在本质上最相近的是 a 将兔的早期胚胎分割后 分别植入两只母兔的子宫内 并最终发育成两只一样的兔子b 将人的抗病毒基因嫁接到烟草dna分子上 培育出具有抗病毒能力的烟草新品种c 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞d 将人的精子与卵细胞在体外受精 待受精卵在试管内发育到囊胚期时 再植入女性子宫内发育成 试管婴儿 a 二 非选择题 10 克隆羊的成功轰动世界 它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础 又解决了器官移植中供体不足的问题 同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题 下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用 请据图回答 1 图中所涉及的现代生物技术有和等 2 图中两个克隆动物长大后 各方面特征与原型动物相同 这说明具有全能性 早期胚胎发育在阶段以前的细胞是全能细胞 3 使用培养基进行胚胎干细胞培养时 通常要加入等天然成分 除了保证被培养细胞处于无菌 无毒及氧气充足的环境中 还需要保证细胞生活所需的 4 图中从 内细胞团到胚胎干细胞 的培养过程中 一般用处理内细胞团 使之分散成单个细胞 核移植 胚胎移植 细胞培养 任意两个 体细胞核 桑椹胚 血清 温度和ph 胰蛋白酶 11 右图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程 据图回答 1 培育转基因哺乳动物时 与用早期胚胎细胞相比较 受精卵的优势是 全能性高 能直接发育形成新个体 2 受精卵可以从供体母鼠体内获得 也可以通过体外受精获取 若受精卵细胞从供体母鼠体内获得 其基本过程是 首先对供体母鼠用促性腺激素进行处理 再通过自然交配或完成受精 最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵 若受精卵在体外通过体外受精获得 其基本操作过程包括 和受精 超数排卵 人工授精 卵母细胞的采集和培养 或卵母细胞的采集 精子的采集和获能 或精子的获取 3 过程 表示受精卵经过体外培养 形成早期胚胎 再移植到受体母鼠体内 培养过程中 培养液添加一定量的 以防止杂菌污染 在含有5 co2的培养箱中进行培养 co2的主要作用是 4 用显微注射技术将目的基因导入受体细胞 需要构建基因表达载体 目的是 抗生素 维持培养液的ph 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并可以遗传给下一代 同时使目的基因能够表达和发挥作用 12 2011福建 一对表现型正常的夫妇 生了一个镰刀型细胞贫血症 常染色体隐性遗传病 患儿 在他们欲生育第二胎时 发现妻子的双侧输卵管完全堵塞 不能完成体内受精 医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断 过程如下图 请回答 1 过程 是指在体外进行的处理 从而使精子与卵子结合形成受精卵 过程 称为 2 在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时 要先从羊水中的胎儿细胞提取物质 进行pcr扩增 然后用mst 对扩增产物进行切割 产生多个片段的酶切产物 据此判断 mst 是一种酶 3 不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同 形成不同的电泳条带