高三一轮复习生物：胚胎工程教案

高三一轮复习教案胚胎工程高考要求：1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ2.胚胎干细胞的移植Ⅰ3.胚胎工程的应用Ⅱ胚胎工程：指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。经过处理后的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。一、体内受精和早期胚胎的发育（一）精子的发生1.场所：睾丸2.时期：初情期→生殖机能衰退精细胞精细胞初级精母细胞变形MⅠ、MⅡ变形MⅠ、MⅡ有丝分裂、rst复制精子精原细胞4.精子的变形细胞核→头部的主要部分高尔基体→顶体中心体→尾线粒体→线粒体鞘其他物质→原生质滴→消失注意：不同动物精子的形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关。思考：①动物每次排出的精子数量非常非常多，但能受精的精子数量却极少，为什么？精子从射精部位到受精部位，需要从雌性动物的阴道到输卵管，在这个过程中，数量众多的精子经过竞争，最后最优良的精子能够受精（因为雌性动物每次排出的卵非常有限，每个卵只能与一个精子受精）。②在精细胞变形成为精子的过程中，细胞核为什么保留下来？线粒体鞘为什么在尾的基部？原生质滴为什么会消失？细胞核内有遗传物质。线粒体鞘为精子的运动提供能量。原生质滴的消失有利于精子的游动。（二）卵子的发生1.场所：卵巢2.时期：胚胎时期→生殖机能衰退3.过程①哺乳动物的胚胎在性别分化确定以后，卵原细胞就会形成初级卵母细胞，并由卵泡细胞包围，形成卵泡。在动物刚出生时，卵巢内储备了数以万计的卵泡。②减数第一次分裂是在排卵前后完成的。排卵是指卵子从卵泡中排出，到输卵管内。③第一极体排出后存在于卵细胞膜和透明带的间隙。④减数第二次分裂是在精卵结合的过程中完成的，如果有精子受精，则能完成减数第二次分裂，否则，将停留在减数第二次分裂中期。⑤刚排出的卵子并不是成熟的卵子，需发育到减数第二次分裂的中期，才能在输卵管中与精子受精。⑥有的动物第一极体分裂，有的不分裂。⑦判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。（三）受精作用（1）准备阶段1.精子的获能雌性生殖道获得受精能力2.卵子的成熟发育到减数第二次分裂中期（2）受精阶段穿越放射冠和透明带：顶体反应进入卵细胞膜：微绒毛抱合原核形成和配子结合：雄原核：精子核膜破裂，重新形成雄原核。雌原核：刺激卵母细胞完成减数第二次分裂，释放出第二极体，形成雌原核。防止多精入卵的两道屏障：①透明带反应②卵细胞膜反应受精卵受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂：透明带，有丝分裂，单个细胞体积减小，总体积不变或略有减小。32个细胞左右，每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。细胞分化成滋养层和内细胞团。ICM细胞具有全能性。形成囊胚腔。胚胎从透明袋中孵化出来。ICM分化出内胚层和外胚层。滋养层分化出胎膜和胎盘。囊胚腔消失，形成原肠腔。（四）早期胚胎发育过程练习：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。（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，可对发育到桑葚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。答案：（1）顶体酶（2分，其他合理答案也给分）（2）初级中受精（每空1分，共3分）（3）生理状态（2分）促性腺（2分，其他合理答案也给分）卵母细胞（2分）对物质的吸收具有选择透过性（2分）（4）胚胎分割（2分）冷冻（或液氮）（3分，其他合理答案也给分）二、体外受精和早期胚胎培养（试管牛的生产）良种公牛良种公牛良种母牛精子卵母细胞手握法电刺激法假阴道法超数排卵屠宰母畜的卵巢中活体采卵获能成熟培养法化学诱导法受精卵获能液或受精溶液早期胚胎黄牛子宫试管牛胚胎移植思考：试管牛和克隆牛的本质区别是什么？（前者为有性繁殖，后者为无性繁殖）意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。练习：①转基因②核移植③体外受精④体细胞克隆⑤胚胎移植A.①③B.①④C.②⑤D.③⑤三、胚胎工程的应用及前景（一）胚胎移植1.概念：将雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式（转基因、核移植、胚胎分割）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，使其发育为新个体的技术。2.地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。3.意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。4.生理学基础：①哺乳动物发情排卵后，不论是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。②早期胚胎在母体的子宫内是游离的。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。④供体胚胎和受体子宫能建立正常的组织联系，但遗传特性不发生改变。5.过程同期发情受体母牛供体母牛检查产下后代超数排卵同期发情受体母牛供体母牛检查产下后代超数排卵配种或人工受精冲卵（早期胚胎）检查（桑葚胚或囊胚）移植练习：自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题：（1）现有一头良种雄性黄牛，请你提供一种简便的方法，使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。（2）现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。简述操作步骤（至少写出其中的4个重要步骤）（3）采用什么方法可以使普通黄牛产下奶牛、良种肉牛等多品种小牛。【答案】（1）人工授精（体外受精等答案不得分。）（3分）（2）①用激素对良种母牛（供体）、代孕母牛（受体）进行同期发表处理；②用激素使供体母牛超数排卵；③配种（自然交配）或人工授精；④收集胚胎（冲胚）；⑤胚胎（分割）移植；⑥受体母牛妊娠检查：⑦受体母牛产下后代（以上步骤每写对一条给1分，最多得4分。）（3）体外受精、早期胚胎的体外培养、胚胎移植（只答体外受精和胚胎移植就得分，如果答体内受精，必须有冲胚和胚胎移植的过程才得分）（3分）（二）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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。可以看做无性繁殖或克隆的方法之一。2.工具：实体显微镜或显微操作仪3.分割对象：桑葚胚或囊胚4.注意事项：对囊胚的分割，要将内细胞团均等分割（三）胚胎干细胞1.概念：由早期胚胎或原始性腺中分离获得的。简称为ES细胞或EK细胞。2.特点：形态体积小、细胞核大、核仁明显。功能具有发育的全能性，在体外培养的条件下，可以只增殖而不分化。3.应用：①治疗由于细胞功能退化或坏死而引起的疾病，如帕金森等。②利用ES细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，用于器官移植。③研究体外细胞分化的理想材料。练习：老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β一淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降．某些基因的突变会导致β一淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不