（江苏专用）2020版高考生物总复习 第40讲 胚胎工程课件.pptx

第40讲胚胎工程 考点一体内受精和早期胚胎的发育 考点二体外受精和早期胚胎的培养及胚胎工程的应用 总纲目录 高考再现 考点三生物技术中的伦理问题 考点一体内受精和早期胚胎的发育 1 精子的发生 1 场所 睾丸的 曲细精管中 2 时间 从 初情期开始 直至生殖机能衰退 3 过程 精子的发育从精原细胞开始 经历了 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞和精子阶段 2 卵子的发生 1 场所 卵巢和 输卵管中 2 时间 卵泡的形成和储备是在 胎儿期 排卵是从哺乳动物进入 初情期开始的 3 过程 卵子的发育从卵原细胞开始 经历了 初级卵母细胞 次级卵母细胞和卵细胞阶段 3 体内受精 1 场所 输卵管 2 准备阶段 a 精子获能 在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后 才能获得受精能力 b 卵子的准备 卵子要在输卵管内进一步成熟 到减 中期时 才具备与精子受精的能力 3 受精阶段 获能的精子穿过放射冠和透明带 精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别 精子遗传物质进入卵细胞 原核形成和融合 4 防止多精入卵的机制 第一道屏障为透明带反应 第二道屏障为卵细胞膜反应 4 早期胚胎发育受精卵 胚胎发育的起点卵裂期 分裂方式 有丝分裂特点 细胞数量增多 但胚胎的总体积并不增加 或略有缩小桑椹胚 细胞数目达到32个左右时 这一阶段前的每一个细胞都具有发育的全能性 囊胚 内细胞团发育为胎儿的各种组织滋养层细胞发育成胎膜和胎盘原肠胚 出现了三个胚层和原肠腔 1 精子和卵细胞的发生都是从初情期开始的 2 排卵是指卵泡从卵巢中排出 3 在胚胎发育过程中 细胞的分化出现在桑椹胚期 4 卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 5 囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性 6 在胚胎发育过程中 随着细胞分裂次数的增加 胚的有机物总量不断减少 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 请据图回答问题 1 写出各个阶段的名称 A B C 2 写出图中各标号的名称 2 4 5 7 8 3 A时期的细胞具有发育上的性 B时期开始出现 C时期开始出现 4 2 将来发育成 解析 1 桑椹胚囊胚原肠胚 2 内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层 3 全能细胞分化胚层分化 4 胎儿的各种组织 先进行有丝分裂增加性原细胞数目 再减数分裂产生成熟生殖细胞 减数分裂过程中染色体的行为 数目变化相同 都复制一次 分裂两次 数目减半 1 精子与卵子的发生的异同 2 受精过程中的 三大反应 与防止多精入卵受精的 两道屏障 1 顶体反应 精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应 顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道 是精子和卵子结合必不可少的条件 2 透明带反应 精子触及卵细胞膜的瞬间 会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应 称作透明带反应 它是防止多精入卵受精的第一道屏障 3 卵细胞膜反应 精子入卵后 卵细胞膜会立即发生一种生理反应 拒绝其他精子再进入卵内 称为卵细胞膜反应 这是防止多精入卵受精的第二道屏障 3 胚胎发育过程 1 过程 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚 2 图示 考向一精子 卵子的发生及受精作用 1 2018江苏南通 泰州一模 下列关于高等哺乳动物受精过程的叙述 正确的是 B A 获能的精子穿越透明带的同时释放顶体酶水解卵细胞膜B 透明带反应和卵细胞膜反应是阻止多精入卵的两道屏障C 精子被卵细胞膜表面的微绒毛抱合后立即发生卵细胞膜反应D 精子入卵后立即与卵细胞核发生融合并马上开始有丝分裂 解析获能的精子先释放顶体酶水解放射冠和透明带 A错误 透明带反应和卵细胞膜反应是阻止多精入卵的两道屏障 B正确 精子入卵后发生卵细胞膜反应 C错误 精子入卵后形成一个新的雄原核 与此同时卵子完成减数第二次分裂 排出第二极体 形成雌原核 然后雌雄原核融合 开始有丝分裂 D错误 2 2019江苏盐城模拟 下列有关哺乳动物精子 卵子的发生及受精作用的叙述 正确的是 B A 顶体反应是防止多精入卵的一道屏障B 卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成C 采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用D 卵子发生时 M 和M 过程是不连续的 但细胞质均等分配 解析顶体反应使顶体内的酶释放出来 并溶解放射冠内卵丘细胞之间的物质 形成精子穿越放射冠的通路 A错误 卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成 B正确 采集到的精子获能后与成熟的卵子相遇才可以发生受精作用 C错误 卵子发生时 M 和M 过程是不连续的 细胞质不均等分配 D错误 1 精子获能是指精子获得受精 能力 而不是获得能量 2 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 动物排出的卵子成熟程度不同 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 才具备与精子受精的能力 3 受精的标志 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 而受精完成的标志是雌 雄原核的融合 4 受精卵遗传物质的来源 核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核 即精 卵各提供1 2 而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞 归纳拓展 考向二早期胚胎发育过程 3 2018江苏扬州期末 下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述 错误的是 B A 胚胎发育从完成受精作用时就已开始 直至发育成为成熟的胎儿B 卵裂期细胞数目增多 体积变小 有机物含量和种类不断减少C 桑椹胚以前的细胞均未分化 都是全能干细胞D 囊胚期细胞开始分化 但内细胞团全能性高 可用于胚胎分割 解析胚胎发育的起点是受精卵的分裂 在输卵管内完成受精作用时即已开始 直至发育成为成熟的胎儿 A正确 卵裂期的营养物质由卵细胞的卵黄提供 有机物的含量减少 但种类增多 B错误 在桑椹胚以前的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能 属于全能干细胞 C正确 囊胚期细胞开始出现分化 但内细胞团全能性高 可用于胚胎分割 D正确 技能提炼卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化 1 有机物 胚胎没有和母体建立联系 没有从母体获取有机物 而一直呼吸消耗 有机物总量减少 2 细胞体积 胚胎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 3 细胞中DNA含量 伴随细胞分裂 细胞数目增多 总DNA含量增多 但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定 考点二体外受精和早期胚胎的培养及胚胎工程的应用 1 体外受精 一 体外受精和早期胚胎的培养 2 早期胚胎的培养 1 发育培养液的成分 两盐 无机盐 有机盐 两素 维生素 激素 两酸 氨基酸 核苷酸 及水和 血清等物质 2 胚胎去向 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 二 胚胎工程的应用及前景1 胚胎移植 1 概念 将雌性动物的 早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物体内 使之继续发育为新个体的技术 2 实质 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 3 地位 胚胎工程其他技术的最后一道工序 4 意义 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 5 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 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 2 胚胎分割 1 概念 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 2 理论基础 细胞的全能性 3 材料选择 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 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 3 胚胎干细胞 ES或EK细胞 1 来源 早期胚胎或原始性腺 2 特点a 形态 体积小 细胞核大 核仁明显 b 功能 具有发育的全能性 c 体外培养 可增殖而不发生分化 1 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 2 胚胎工程的许多操作都是在体外条件下进行的 3 胚胎干细胞具有细胞核大 核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 4 受精卵发育到原肠胚阶段才能移植 5 胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化 6 在对囊胚进行分割时 要将滋养层细胞均等分割 下图为牛胚胎移植的基本程序 请据图回答 1 图中a b c过程分别是指 2 在胚胎移植过程中 供 受体母牛选择好后 要用进行同期发情处理 这样处理的原因是以保证移植的胚胎能够继续正常发育 3 为了提高牛胚胎的利用率 常采取的方法是 处理的时期是 4 从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞 称为ES或EK细胞 这类细胞的形态特征有 答案 1 超数排卵胚胎的收集胚胎移植 2 促性腺激素使供 受体母牛处于相同的生理状态 3 胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期 4 体积小 细胞核大 核仁明显 1 胚胎移植的基本程序 1 对供体母畜要进行超数排卵处理 应使用促性腺激素 对供 受体母畜要进行同期发情处理 应使用孕激素 或前列腺素 2 冲卵 把供体母畜子宫内的胚胎冲洗出来 不是冲出卵子 3 胚胎移植过程中有两次检查 第一次对收集的胚胎进行质量检查 第二次对受体母畜是否妊娠进行检查 4 不同动物胚胎移植的时间不同 小鼠 家兔在桑椹胚前 牛 羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段 移植的胚胎必须在原肠胚之前 但也不能直接移植受精卵 5 判断用于移植的胚胎来源及生殖方式移植胚胎来源及生殖方式 2 胚胎干细胞及其应用 1 干细胞的种类 2 胚胎干细胞的培养过程 1 滋养层 囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞 滋养层最终发育成胎膜和胎盘 2 饲养层 饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞 在干细胞培养时 可作为干细胞分裂 增殖的营养细胞 注意 滋养层 饲养层 考向一体外受精和早期胚胎的培养 1 2018江苏扬州中学下学期开学检测 下列关于胚胎工程的叙述 错误的是 B 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 解析体外受精是指获能的精子和成熟的卵细胞在相应溶液中完成受精 A正确 受精卵发育到桑椹胚或囊胚期进行胚胎移植 B错误 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液中通常都需要加入血清 C正确 试管婴儿技术主要包括体外受精 早期胚胎培养技术和胚胎移植技术 D正确 2 如图是体外受精技术培育试管动物的大致流程 下列有关叙述错误的是 A 精子需要获能后才能进行受精B 受精时顶体酶能协助精子穿过放射冠和透明带C 受精必须在专用的受精溶液中完成D 进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力答案C 解析精子需要获能后才能进行受精 A正确 受精时顶体酶能协助精子穿过放射冠和透明带 B正确 受精在获能溶液或专用的受精溶液中完成 C错误 进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力 D正确 技能提炼早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分比较 考向二胚胎工程的应用 3 2018江苏苏锡常镇调研 将鼠胚胎干细胞 ES细胞 种植于饲养层细胞上 添加干细胞因子 血小板生成素及动物细胞培养液 培养六天后 检测发现86 的细胞形态与结构特征呈现出造血干细胞样细胞 C细胞 的特点 下列有关叙述错误的是 A A 从早期胚胎中分离出来的细胞就是ES细胞B 干细胞因子等物质可促进ES细胞分化形成C细胞C ES细胞形成C细胞的根本原因是基因的选择性表达D 本实验结果尚不能支持 动物细胞具有全能性 的观点 解析从早期胚胎中分离出来的细胞有ES细胞 但是不都是ES细胞 A错误 细胞因子等物质可促进ES细胞分化形成C细胞 B正确 ES细胞形成C细胞的过程为细胞分化 其实质是基因的选择性表达 C正确 本实验结果只是形成了多种不同的细胞 并没有形成完整的个体 因此尚不能支持 动物细胞具有全能性 的观点 D正确 4 2018江苏扬州中学下学期开学检测 动物细胞培养是动物细胞工程的基础 如下图所示 a b c表示现代工程技术 表示其结果 请据图回答 下列说法正确的是 A 若a是核移植技术 反映了动物细胞也具有全能性B 若c是胚胎分割技术 中个体的基因型和表现型一定相同C 中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物D 若b是体外受精技术 则 为良种家畜快速大量繁殖提供了可能答案D 解析若a是体细胞核移植技术 则 反映了动物体细胞的细胞核具有全能性 A错误 胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同 但表现型不一定完全相同 因为表现型还受环境的影响 B错误 中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物 而受体只要健康和具有良好的繁殖能力即可 不需要是珍稀的或存量少的雌性动物 C错误 若b是体外受精技术 则 为试管动物 这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能 D正确 归纳拓展试管动物 克隆动物与转基因动物的比较 考点三生物技术中的伦理问题 1 克隆人 1 培育过程 早期胚胎母体 子宫婴儿 2 我国政府态度 禁止生殖性克隆人 不反对治疗性克隆 3 治疗性克隆与生殖性克隆比较 2 试管婴儿 与 设计试管婴儿 的区别图示过程中 是试管婴儿的培育过程 是设计试管婴儿培育的过程 后者比前者多了胚胎移植前的 遗传学诊断 1 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿 2 中国政府禁止生殖性克隆 但不反对治疗性克隆 3 我国不支持试管婴儿和设计试管婴儿研究 4 反对设计试管婴儿的原因之一是因为试管婴儿技术属于无性繁殖方式 克隆羊 多莉 的问世 很快在全世界引发了一场大讨论 其中关于 治疗性克隆 的问题也成为人们关注的焦点 如图所示为人类 治疗性克隆 的大概过程 请据图作答 1 过程A表示 2 经过程B得到的结构中 是未分化的细胞 因而这些细胞被认为是胚胎干细胞 在体外培养条件下 胚胎干细胞具有增殖能力并保持状态 3 治疗性克隆 的结果说明高度分化的体细胞核 4 对于 治疗性克隆 仍然存在许多争论 有一男子患有白血病 后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复 你认为这种做法符合伦理道德吗 为什么 答案 1 核移植 2 未分化 3 全能性可以表达 4 符合 因为脐带血不是来自胚胎 其中的造血干细胞属于成体干细胞 或脐带血是身外之物 属于废物利用 符合伦理道德 1 下列关于生物技术的安全性及伦理问题的观点 错误的是 C A 应严格选择转基因植物的目的基因 避免产生对人类有害的物质B 当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验 但不反对治疗性克隆C 反对设计试管婴儿的原因之一是因为试管婴儿技术属于无性繁殖方式D 生物武器具有传染性强 作用范围广等特点 应严格禁止 考向生物技术的伦理问题 解析在转基因过程中 为避免基因污染和对人类的影响 必须严格选择目的基因 A正确 我国政府不反对治疗性克隆 坚决反对生殖性克隆 B正确 反对设计试管婴儿原因之一是防止选择性设计婴儿 违背伦理道德 试管婴儿技术属于有性繁殖方式 C错误 生物武器种类包括 病菌 病毒 生化毒剂以及基因重组的致病菌 具有传染性强 作用范围广等特点 应严格禁止 D正确 2 2018江苏姜堰中学阶段测试 试管婴儿 技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出 在试管中完成受精 并在试管中培养使其发育到如图所示的时期 再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿 它使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会 下列叙述正确的是 A 试管婴儿 技术在生物学上所依据的原理是无性生殖B 如图所示时期是胚胎发育的囊胚期 1代表内细胞团 2代表囊胚腔 3代表滋养层C 试管婴儿 的形成用到的技术有人工授精 体内培养 核移植D 试管婴儿 技术诞生后 继而出现了 设计试管婴儿技术 二者对人类的作用是相同的答案B 解析 试管婴儿 技术中存在体外受精 因此属于有性生殖 A错误 图示时期是胚胎发育的囊胚期 1代表内细胞团 2代表囊胚腔 3代表滋养层 B正确 试管婴儿 的形成用到的技术有人工授精 早期胚胎培养 胚胎移植 C错误 设计试管婴儿可用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等疾病 试管婴儿用于解决不孕不育问题 D错误 归纳拓展 试管婴儿与设计试管婴儿的比较 1 2018江苏单科 10 2分 下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述 正确的是 A A 采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理B 体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植C 使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应D 利用胚胎分割技术 同卵多胎较同卵双胎成功率更高 高考再现 解析本题考查胚胎工程的相关知识 一般采取注射促性腺激素的方法对良种母牛作超数排卵处理 A正确 进行胚胎移植的早期胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚阶段 B错误 作为同种生物 受体代孕牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 因此一般不需要使用免疫抑制剂处理 C错误 利用胚胎分割技术 同卵多胎较同卵双胎成功率更低 D错误 2 2017江苏单科 11 2分 牛雄性胚胎中存在特异性H Y抗原 可在牛早期胚胎培养液中添加H Y单克隆抗体 筛选胚胎进行移植 以利用乳腺生物反应器进行生物制药 下列相关叙述正确的是 D A H Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B 应选用原肠胚做雌雄鉴别C 鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D 用H Y抗原免疫母牛可获得相应抗体 解析本题考查免疫调节 基因工程及胚胎工程的相关内容 单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌产生 A错误 应选用囊胚期滋养层细胞做性别鉴定 B错误 因要利用乳腺生物反应器进行生物制药 因此用于胚胎移植的应是鉴定后的雌性胚胎 C错误 用特定的抗原免疫母牛可获得相应的抗体 D正确 3 2017江苏单科 14 2分 下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述 错误的是 C A 精子在获能液中于37 5 CO2条件下培养的目的是使精子获能B 小鼠在特定光控周期条件下饲养 注射相关激素有促进超数排卵的作用C 分割的胚胎细胞有相同的遗传物质 因此发育成的个体没有形态学差异D 注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 解析本题主要考查体外受精和胚胎发育相关知识 精子在获能液中培养的目的是使精子获能 其培养条件应符合动物细胞培养要求 A正确 小鼠在特定光控周期条件下饲养的目的是通过特定的光周期调控其性激素的分泌 注射促性腺激素的目的是使其超数排卵 B正确 虽然分割的胚胎具有相同的遗传物质 但环境也会对胚胎的发育产生影响 导致发育的个体出现形态学差异 C错误 胚胎干细胞具有发育的全能性 注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 D正确 4 2016江苏单科 11 2分 印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物 通过胚胎工程技术 可以让家猫代孕而繁育 主要步骤如图所示