高考生物总复习-专题3-胚胎工程课件-新人教版选修3

专题(zhuāntí)3胚胎工程第一页，共45页。考纲内容能力要求高考风向标1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础2．胚胎干细胞的移植3．胚胎工程的应用ⅠⅠⅡ以人类健康为背景，考查与本专题有关的知识第二页，共45页。一、体内受精(shòujīng)和早期胚胎发育1．胚胎(pēitāi)工程的概念早期(zǎoqī)胚胎

对动物①__________或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

2．精子和卵子的发生

(1)精子的发生1)场所：睾丸的②__________。曲细精管2)时间：③_______→生殖机能衰退。初情期第三页，共45页。(2)卵子(luǎnzǐ)的发生卵巢(luǎncháo)1)场所：④______、输卵管。2)时间：⑤_______________________。3．受精作用(zuòyòng)(1)场所：输卵管。(2)过程1)准备阶段：精子获能、卵子的准备。2)受精阶段透明带反应卵黄膜封闭作用

顶体反应(穿越放射冠)→⑥____________(屏障1)(穿越透明带)→⑦_________________(屏障2)(进入卵黄膜)→原核形成，配子结合成受精卵。始于性别分化后(胚胎时期)第四页，共45页。4．胚胎(pēitāi)发育桑椹(sānɡzhēn)胚原肠胚 受精卵→卵裂→⑧_______→囊胚(内细胞团)→⑨______→组织(zǔzhī)器官的分化。 1.成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。()√2．排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。()√第五页，共45页。二、体外受精(tǐwàishòujīnɡ)和早期胚胎培养1．体外受精(tǐwàishòujīnɡ)超数排卵 (1)卵母细胞的采集和培养：用促性腺激素进行⑩__________、借助超声波探测仪、内窥镜等从活体(huótǐ)动物卵巢中吸取卵母细胞。 (2)精子的采集和获能 1)采集：假阴道法、手握法、电刺激法。2)获能：⑪_______、化学诱导法。培养法(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子发生作用。第六页，共45页。2．早期胚胎(pēitāi)培养发育(fāyù)培养液将受精卵移入⑫______________中，发育(fāyù)到适宜阶段，将其取出向受体移植或冷冻保存备用。受精卵原肠胚

1.个体发育的起点是________，终点是性成熟的个体。 2．细胞分化贯穿于整个个体发育的过程中，________阶段是个体发育中分化程度最高的阶段。第七页，共45页。三、胚胎工程(gōngchéng)的应用和前景1．胚胎(pēitāi)移植生理(shēnglǐ)状态

(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得到的胚胎，移植到同种的、⑬__________相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (3)生理基础 1)动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是⑭_________。 2)早期胚胎处于⑮__________。游离状态相同的第八页，共45页。3)受体对移入子宫的外来胚胎(pēitāi)基本上不发生⑯_______________。免疫(miǎnyì)排斥不受任何(rènhé)影响

4)供体胚胎的遗传特性在孕育过程中⑰_______________。 (4)基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→对胚胎的收集→检查、培养或保存→胚胎移植→检查。2．胚胎分割机械桑椹胚或囊胚

(1)概念：采用⑱______方法将早期胚胎分割成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。 (2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。 (3)材料：发育良好、形态正常的⑲_______________。反应第九页，共45页。3．胚胎(pēitāi)干细胞(ES或EK细胞)(1)来源：早期胚胎或原始(yuánshǐ)性腺。全能性 (2)特点：体积小、核大、核仁明显；具有发育的⑳_______(可分化成任何组织)；在体外培养条件下可以增殖而不分化。 (3)应用：治疗人类的某些顽症、培育(péiyù)移植用人造组织器官、研究体外细胞分化等。 胚胎分割的份数越多，操作技术的难度会越大，移植的成功率也越低。()√第十页，共45页。项目精子的发生卵子的发生不同点场所睾丸的曲细精管卵巢(MⅠ)、输卵管(MⅡ)时间初情期后①卵泡的形成以及卵巢内的储备：出生前(即胎儿时期)②排卵：初情期考点(kǎodiǎn)精子、卵子(luǎnzǐ)的发生1．比较(bǐjiào)第十一页，共45页。不同点过程特点①MⅠ、MⅡ连续②需要变形③细胞质均等分裂①MⅠ和MⅡ不连续②不需要变形③细胞质不均等分裂结果形成4个精子细胞形成1个卵细胞和3个极体相同点①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半续表第十二页，共45页。2.特点分析(1)哺乳动物(bǔrǔdòngwù)精子发生的主要特点①精子的变形过程细胞核→精子头的主要(zhǔyào)部分精子(jīngzǐ)(包括头、颈、尾)

高尔基体→头部的顶体精子细胞中心体→精子的尾 线粒体→精子尾基部的线粒体鞘 其他物质→原生质滴(最后脱落)②动物精子的大小与动物体型的大小无关。第十三页，共45页。(2)哺乳动物卵子发生(fāshēng)的主要特点①初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后(qiánhòu)，产生一个(yīɡè)次级卵母细胞和一个(yīɡè)第一极体。②当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分裂形成卵细胞和第二极体。③卵细胞具有只允许同种单个精子完成受精的保障a．第一道屏障：透明带反应。b．第二道屏障：卵黄膜封闭作用。(3)受精的标志和受精完成的标志①受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。第十四页，共45页。)【典例1】下列不是(bùshi)精子、卵子发生过程的区别的是( A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B．MⅠ和MⅡ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第十五页，共45页。 [解题思路]初级(chūjí)精母细胞的形成是在雄性动物初情期开始后，由精原细胞分裂形成的，而初级(chūjí)卵母细胞的形成是在胎儿期完成的。精子的产生在MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞的产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。[答案(dáàn)]D第十六页，共45页。►考点(kǎodiǎn)对应练1．关于高等动物受精作用(zuòyòng)的叙述，错误的是()D A．受精作用发生在输卵管 B．精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂 C．精子细胞膜与卵子细胞膜融合体现了细胞膜的结构特点 D．精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵 解析：顶体反应是使卵丘细胞之间的物质溶解，便于精子进入，而防止多精入卵的有透明带反应和卵黄(luǎnhuáng)膜封闭作用。第十七页，共45页。考点(kǎodiǎn)个体发育的过程(guòchéng)第十八页，共45页。1．早期胚胎(pēitāi)的发育(1)早期胚胎(pēitāi)发育所经历的几个重要阶段第十九页，共45页。(2)哺乳动物桑椹(sānɡzhēn)胚和囊胚的主要特点①桑椹胚的细胞数在32个左右，细胞排列(páiliè)致密，形似桑椹，这些细胞(xìbāo)都是全能细胞(xìbāo)。

②囊胚出现了细胞分化，聚集于一端、个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。第二十页，共45页。2．胚后发育(fāyù) (1)直接发育：幼体的身体长大，生殖器官成熟，形成成体。 (2)变态发育：幼体在发育过程中，形态(xíngtài)结构和生活习性在短时间内发生显著的变化，形成成体。如蛙、昆虫等。3．影响(yǐngxiǎng)发育的因素(1)内因：遗传信息。(2)外因：环境(温度、水、氧气、营养等)。第二十一页，共45页。 【典例2】有科学家在实验室里实现了“将人体的卵细胞培育成囊胚”的实验，则在以下(yǐxià)推测中，有可能(kěnéng)正确的是()①如果(rúguǒ)该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全相同1/2

②如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为③如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的二倍体④如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概率会大大增加A．①③B．②④C．②③D．③④第二十二页，共45页。 [解题思路(sīlù)]卵细胞是生殖细胞，培育成囊胚再发育成成体，其含有发育成人的一整套遗传信息，但遗传特性和母本不完全相同，且不会出现男性性别；该囊胚只含一组染色体组，发育成的个体是单倍体，由于没有其等位基因，所以该个体患遗传病的概率会大大增加，当将该囊胚染色体加倍后则得到纯合二倍体。[答案(dáàn)]D第二十三页，共45页。►考点对应练 2．下列有关(yǒuguān)生物工程的叙述(xùshù)，错误的是()D A．进行胚胎移植时，可选用图中所示时期的胚胎或卵裂球或桑椹(sānɡzhēn)胚 B．高等动物的胚胎发育是指从受精卵发育到幼体的过程 C．图中是胚胎发育过程中囊胚示意图，其中③为内细胞团细胞，具有发育全能性 D．进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行 解析：进行胚胎分割时，应选择囊胚期或桑椹(sānɡzhēn)胚期的胚胎进行。第二十四页，共45页。考点(kǎodiǎn)早期胚胎培养(péiyǎng)和胚胎移植 1．胚胎工程中早期胚胎的培养 (1)培养液成分：除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等物质。 (2)胚胎去向：向受体移植、冷冻保存。 2．胚胎移植 (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(běnshēn)的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。第二十五页，共45页。(2)胚胎移植成功(chénggōng)的保障①供、受体生殖器官的生理变化(biànhuà)是相同的。 ②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(zhuàngtài)，这就为胚胎的收集提供了可能。③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。

④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。第二十六页，共45页。(3)胚胎移植(yízhí)的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体(gètǐ)的繁殖潜力。(4)胚胎(pēitāi)分割①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。②囊胚期分割的要求：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意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。第二十七页，共45页。1．影响(yǐngxiǎng)胚胎移植成功率的两个重要条件(1)要在同种动物之间进行(jìnxíng)移植。这里的“同种”是指“同一物种(wùzhǒng)”。(2)供、受体生理状态要相同①供、受体母畜的发情时间一致。②胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。第二十八页，共45页。2．胚胎移植(yízhí)的时间(1)不同动物(dòngwù)其胚胎移植的时间不同。(2)牛、羊要培养(péiyǎng)到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在8～16个细胞阶段移植。(3)几乎所有动物不能在原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。

3．胚胎分割的时间及原因(1)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。(2)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。第二十九页，共45页。【典例3】下列(xiàliè)有关动物胚胎移植的叙述中，错误(cuòwù)的是() A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C．超数排卵时不需要激素处理母畜 D．试管婴儿的受精过程在试管内完成 [解题思路]受孕母畜体内的早期胚胎处于游离状态，不与母体建立组织上的联系，所以能够移植；受体母畜只有处于与供体母畜同步发情的状态，供、受体生殖器官的生理变化才相同；超数排卵时需要用促性腺激素来处理母畜；试管婴儿的受精和早期胚胎发育在试管内完成，之后再进行(jìnxíng)胚胎移植。 [答案]C第三十页，共45页。►考点对应练 3．早期胚胎培养是指将雌性(cíxìnɡ)动物的早期胚胎，或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(cíxìnɡ)动物的体内。以下说法不正确的是() A．这里说的“同种”是指“同一物种” B．加拿大荷斯坦奶牛的胚胎移植给我国黄牛(huángniú)，可以成功地生出荷斯坦奶牛 C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功 D．不管是否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的

D第三十一页，共45页。考点(kǎodiǎn)胚胎(pēitāi)干细胞的移植 1．胚胎干细胞的特性(tèxìng) (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，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。第三十二页，共45页。2．胚胎(pēitāi)干细胞的主要用途(1)可用于研究哺乳动物(bǔrǔdòngwù)个体的发生和发育规律。(2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。(3)可以(kěyǐ)用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、少年糖尿病等。

(4)利用其可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。 (5)通过胚胎干细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。第三十三页，共45页。 【典例4】科学家研究发现，从怀孕妇女子宫内的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨骼、血管、肌肉(jīròu)、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是() A．这个实验证明了干细胞具有全能性 B．从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成(zǔchénɡ)不一样 C．这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分化的结果 D．这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞，将有助于更多的医学用途第三十四页，共45页。 [解题思路]羊水中的干细胞属于胚胎干细胞，将发育成整个个体。干细胞与其他(qítā)体细胞一样都来自于受精卵的有丝分裂，所含的染色体一样。[答案(dáàn)]B第三十五页，共45页。►考点对应练 4．下列(xiàliè)关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A A．移植用的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚 B．滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期 C．胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁不明显等特点 D．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(zēngjiā) 解析：桑椹胚或囊胚的细胞可用于胚胎移植。第三十六页，共45页。1．(2012年东莞调研)下列有关生物工程(shēnɡwùɡōnɡchénɡ)的叙述，不正确的是() A．基因工程的核心步骤是构建基因表达载体 B．蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其功能 C．克隆羊的培育涉及细胞核移植(yízhí)、早期胚胎培养和胚胎移植(yízhí)等技术 D．牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体第三十七页，共45页。 解析(jiěxī)：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。答案(dáàn)：B第三十八页，共45页。2．华南虎是国家一级保护动物(dòngwù)，可采用试管动物(dòngwù)技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()D①转基因②核移植③体外受精(tǐwàishòujīnɡ)④体细胞克隆⑤胚胎移植A．①③B．①④C．②⑤D．③⑤

解析：试管动物技术的核心环节就是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。第三十九页，共45页。3．下列有关胚胎工程的叙述(xùshù)，正确的是()C A．囊胚期细胞分化(fēnhuà)是由于遗传物质突变引起的 B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵 C．成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植 D．哺乳动物早期胚胎在一定时间内与母体子宫建立组织上的联系，便于胚胎的存活 解析：细胞分化(fēnhuà)是基因选择性表达的结果，其遗传物质没有发生突变；卵母细胞应立即与精子共同放入培养液培养并且获能才能形成受精卵。第四十页，共45页。4．下图是利用(lìyòng)胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤(bùzhòu)。下列叙述正确的是()A A．A细胞不一定是受精卵细胞 B．胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育 C．①②两个胚胎具有不同遗传物质 D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 解析：胚胎分割(fēngē)也可选择发育好、形态正常的