胚胎工程一轮复习课件（高三生物

1、专题三 胚胎工程,操作对象：早期胚胎和配子 技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等 理论基础：受精卵和早期胚胎的发育规律,胚胎工程的概念,体内受精 和 早期胚胎发育,一、体内受精和早期胚胎发育,一）、精子和卵子的发生,二）、受精,三）、胚胎发育,一）1、精子的发生,1）、场所,2）、时期,3）、过程,睾丸（的曲细精管,从初情期开始直到生殖功能衰退,发生的过程大体可分为三个阶段,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,第一次分裂（M,第二次分裂（M,有丝分裂,变形,很多精原细胞,DNA复制,精子细胞变形中的主要变化,1.细胞核 2.高尔基体 3.中心体 4.线粒

2、体 5.细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘(尾的基部,原生质滴(球状,最后脱落,2.卵子的发生,1)发生部位：卵巢 2)时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退 减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成； 减数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成,卵原细胞,有丝分裂,更多卵原细胞,初级卵母细胞,第一次分裂,次级卵母细胞和第一极体,第二次分裂,卵子和两个极体（在卵黄膜和透明带有两个极体是卵子是否受精的标志,DNA复制,胎儿期完成,排卵前后完成,在受精过程完成,误点警示,1、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡 从卵巢中排出,2、刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成 减数

3、第一次分裂，需要在输卵管内进一步 成熟,减数第二次分裂中期,减数第一次分裂在什么时间完成,思 考,减数第二次分裂在什么时间完成,排卵前后,受精过程中,在什么场所完成,卵巢或输卵管,在什么场所完成,输卵管,受精发生在什么场所,输卵管,4、精子与卵子的发生比较,M和M是连续的，需变形，细胞质均等分裂,睾 丸 内完成,卵巢和输卵管,初情期 后形成,胎儿期、受精过程中,M和M是不连续的，不需变形，细胞质不均等分裂,4个精子,1个卵子和3个极体,最初阶段均进行有丝分裂；经过两次细胞分裂；染色体形态变化和数量相同,例1 下列说法正确的是（ ） A、成熟精子遇到卵子便可以发生受精作用 B、排出成熟卵子的过程

4、即为排卵 C、卵子形成时分裂过程均在卵巢内完成的 D、卵子产生中的减数第二次分裂是在精子 和卵子的结合过程中完成的,D,例2：下列不是精子、卵子发生的区别是（ ） A、初级精母、卵母细胞形成时间 B、 M和M的时间连续性 C、成熟生殖细胞是否经过变形 D、成熟生殖细胞中染色体的数量,D,二）受精,1、受精部位,2、受精标志,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,输卵管,3、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,精子获能 （在雌性动物生殖道,卵子成熟 （减数第二次分裂中期,受精阶段: 1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞 透明带反应是防止多精入卵受精

5、的第一道屏障 2)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成 4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵,小结,一、阻止多精入卵的两道保障 a、第一道： b、第二道： 二、两个标志 a、受精的标志： b、受精完成的标志,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体,雌雄原核融合,透明带反应,卵黄膜封闭作用,发生顶体 反应， 穿越放射冠,穿过透明带,发生透明带 反应,形成受精卵,误点警示,1、成熟的精子无受精能力，需要在生殖道内 获能后方能受精,2、动物排出的卵子并未成熟，只有达到减数 第二次分裂中期时，才具备受精能力,3、受精卵的遗传物质

6、中，核遗传物质一半 来自精子，一半来自卵子，质遗传物质几 乎全来自卵子,4.意义,维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要,例题类比辨析,ABCD,CD,例题类比辨析,例5：受精的标志是（ ） A卵黄膜和透明带间出现两个极体 B精卵相遇，发生顶体反应 C雌、雄原核融合 D精子接触透明带,例6：受精完成的标志是（ ） A卵黄膜和透明带间出现两个极体B精卵相遇，发生顶体反应 C雌、雄原核融合 D精子接触透明带,C,A,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔,原肠胚（内含原肠腔,胎儿形成,细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少,由具有全能性细胞构成，细

7、胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,在输卵管进行有丝分裂,二.胚胎发育,一孔：胚孔 二腔：扩大的原肠腔， 缩小的囊胚腔 三胚层,胚胎发育,1、卵裂期的特点,细胞分裂方式为_ 细胞数目_ 胚胎总体积_或略有_ 每个细胞体积_ 总DNA数目_ 有机物总量_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,减少,误点警示,1、发育中的细胞分裂均为有丝分裂， 原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段， 但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中,2、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性高， 是胚胎分割的最佳时期,3、桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分

8、化， 但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割,例7：研究表明，大多数动物如蛙的受精卵 在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增 大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质 量（核/质）比值却发生变化。下列符合 卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是(,B,A,C,D,A,例8：下列关于桑椹胚的说法正确的是（ ） A、胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹 B、每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能， 即每个细胞都具有全能性 C、良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出 基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性 D、是由受精卵经过有丝分裂产生的,ABD,体外受精 和 早期胚胎培养,二、体外受精和胚胎体外培养,体外受精,概念

9、：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精,过程： （1）精子的收集和获能； （2）卵母细胞的收集和培养； （3）获能精子和卵细胞的受精,试管动物,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的 卵母细胞,试管牛”工厂化生产的技术流程图,试管动物与克隆动物的区别,有性生殖,无性生殖,试管动物技术,动物细胞核移植技术,遵循,不遵循,1、胚胎移植,2、胚胎分割,3、胚胎干细胞研究,胚胎工程的应用,胚胎移植,胚胎移植,概念:将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经

10、过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。 供体：提供胚胎的个体。 受体：接受胚胎的个体,良种雌性动物,一般品种的雌性动物,借劣质动物之腹怀优秀个体之胎,过程,1、胚胎移植的生理学基础,1)供体和受体相同的生理环境 2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能 3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥 4)胚胎的遗传物质没有改变,2、胚胎移植的条件,1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。 （2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲

11、卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛,3、胚胎移植的基本程序,充分发挥雌性个体的繁殖潜力 缩短供体本身的繁殖周期 保持供体优良特性 大规模繁殖 节约成本费用 可用于保护珍稀动物,胚胎移植的意义,练习,1.下列有关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,2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ） A.供体母牛必须是同一物种的良种 B.受体母牛必须是同一物种的良种 C.供体公牛必须是同一物种的良种

12、 D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,三、胚胎分割,概念:指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术,胚胎分割,优势,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜,特点,胚胎分割,选择的胚胎,使用的主要仪器,后代具有相同的遗传物质(无性繁殖,发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚,实体显微镜、显微操作仪、切割刀、切割针,过程,分割要求：内细胞团均等分割,1.概念:简称ES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,三）、胚胎干细胞的培养,2.分类,全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞,4.主要用途 (1)治疗人类的某些顽症 (2

13、)培育出人造组织器官，用于器官移植 (3)是研究体外细胞分化的理想材料,3.特点: 1)形态:体积小，细胞核大,核仁明显。 2)功能:具有发育的全能性。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。 3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造,3.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ） A.细胞分裂 B.细胞特化 C.细胞分化 D.细胞增殖,C,专题4:生物技术安全性和伦理问题,对转基因生物安全性的争论,a.对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限;b.转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少是异种生物的基因;c.

14、外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的,1.在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果，原因是,焦点：食物安全、生物安全、环境安全,转基因生物与食物安全,a.转基因食物引起食物安全性问题的理由,b.不必担心转基因食物安全性的理由,安全性检测问题,滞后效应,担心出现新的过敏原,担心营养成分的改变,把动物蛋白基因转入农作物，是否侵犯了宗教信仰或素食者的权益,没能足够的证据证明转基因食物有问题,多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全,科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生,至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例,转基因生物与生物安全,a.引起生物安全的理由,b.不引起生

15、物安全的理由,转基因植物可能会扩散到种植区以外，成为杂草,转基因生物可能成为“入侵的外来物种”威胁生态其他生物的生存,外源基因可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，重组出对人类或其他生物有害的病原体,有可能使杂草成为除不掉的“超级杂草,扩散到种植区以外的转基因农作物很快死亡,转基因农作物要表现出新性状，必须有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术,由于存在生殖隔离，转基因农作物很难与其他植物杂交,花粉传播的距离有限，时间有限,1.下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患 A转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒 性的蛋白质 B转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人 的过敏源 C

16、某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应 细胞的免疫力 D某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导 致转基因农作物营养成分的改变,C,2下列关于“转基因”的叙述，错误的是 ( ) A外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 B被转移的基因是功能已知的基因，人们对它们研究得 已经相当透彻，绝对不会引起安全性问题 C在“转基因”的过程中，必须用到工具酶 D转基因技术成果，进人人类的生产和生活，特别是在 医药和农业生产上发挥了极大的作用,B,3转基因生物引发的安全性问题的叙述错误的是 ( ) A转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安 全、环境安全 B转基因生物引起安全性问题的原因

17、之一是外源基因插 入宿主基因组的部位往往是随机的 C转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的 D转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论 4如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白，将引起的安全 性问题不包括 ( ) A生物安全 B环境安全 C食品安全 D伦理道德问题,C,D,关注生物技术的伦理问题,一、克隆技术引发的伦理问题,争论焦点： 1、赞成： (1)是一项科学研究，应该支持 (2)道德观念可以改变 (3)技术问题可通过( )、( )及来解决 2、反对： (1)克隆人严重违反了 （ ） (2)冲击了现有的（ ）的等传统伦理道德观念 (3)克隆人是制造（ ）和（ ）上都不健全的人(4)技术不成

18、熟,胚胎分割,基因诊断,染色体检查,人类伦理道德,婚姻、家庭、两性关系,心理上,社会地位,四不原则：（ ）任何（ ）克隆人，但不反对（ ）克隆,不接受,不赞成、不允许、不支持,我国政府的观点,生殖性,治疗性,二、设计试管婴儿,争论焦点： 1、不符合伦理道德： (1)把试管婴儿当成人体零配件工厂，是对生命的（ ） （2)抛弃或杀死多余的胚胎无异于“谋杀” (3)有人会滥用试管婴儿技术，如设计（ ） 2、符合伦理道德： (1)是出于父母强烈的爱子之心 (2)是救人最好，最快捷的方法 (3)提供骨骼中（ ）不会对试管婴儿造成损伤 (4)脐带血更是“身外之物,不尊重,性别,造血干细胞,我国观点：实施（

19、 ）必须获得卫生部批准证书,体外受精-胚胎移植,及其衍生术,比较试管婴儿技术与设计试管婴儿技术,4提供骨髓中造血干细胞不会对试管婴儿造成损伤，其 原因是 ( ) A造血干细胞具有高度分化的特性 B造血干细胞无分裂能力 C造血干细胞具有很强的再生能力 D造血干细胞完成功能后不再发挥作用 5所谓的“设计试管婴儿”比一般所说的试管婴儿要多一 步骤，是哪一步 ( ) A体外受精 B胚胎移植 C基因检测 D细胞核移植,C,C,三、基因检测引发的伦理问题,争论焦点： 1、反对： (1)目前人类对基因结构及基因相互作用缺乏足够的认识，要想通过基因检测达到（ ）的目的是困难的。 (2)基因检测结果本身会给受检

20、者带来巨大的（ ） (3)个人基因资讯的泄露会造成（ ） 2、支持： (1)通过基因检测可以及早采取（ ）措施，适时进行治疗，挽救病人生命 (2)基因歧视现象可以通过（ ）得以解决,预防疾病,心理压力,基因歧视,预防,正确的科学,知识传播、伦理道德教育和立法,胚胎移植的正常程序,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（作用,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障 （作用,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,过程,包括精子穿越放射冠和透明带，