高考 一轮复习 人教版 胚 ̥ 工 程 课件 (共69张 ) (天津版)

第5课胚胎工程核心概念·自查【课标要求】简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术【概念梳理】一、胚胎工程的理论基础1.胚胎工程:(1)操作对象:动物_________或配子。(2)处理技术:如_________、胚胎移植、_________、胚胎干细胞培养等技术。(3)特点: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。(4)理论基础:哺乳动物受精和_________发育的规律。(5)实质:在体外条件下,对动物_________和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。早期胚胎体外受精胚胎分割雌性早期胚胎自然受精2.受精:(1)概念:精子和卵子结合形成_____(即受精卵)的过程。(2)场所:___________________。(3)过程:合子雌性动物的输卵管内3.胚胎早期发育:(1)胚胎早期发育的过程:

(2)各阶段的特点①卵裂期:细胞分裂方式为_________,细胞的数量不断_____,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。②桑葚胚:细胞数目达到___个左右,每个细胞都是_________。有丝分裂增加全能细胞32③囊胚:细胞开始出现分化,_________将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成___________,随着胚胎的进一步发育,出现囊胚腔。④原肠胚:内细胞团表层的细胞形成_______,下方的细胞形成_______,在内、外两个胚层之间形成中胚层。内细胞团胎膜和胎盘外胚层内胚层二、胚胎工程技术及其应用1.胚胎工程技术:包括_____________________________等。2.体外受精:(1)体外受精技术:主要包括卵母细胞的采集、___________和_____等步骤。(2)体外受精过程:体外受精、胚胎移植和胚胎分割精子的获取受精(3)体外受精意义:体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施,还可以为胚胎移植提供可用的_____。3.胚胎移植:(1)对象:雌性动物体内的_________或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎。(2)条件:_______、_________相同的其他雌性动物体内。(3)供体:在胚胎移植中_________的个体。(4)受体:在胚胎移植中_________的个体。(5)地位:是胚胎工程的_____一道“工序”。胚胎早期胚胎同种的生理状态提供胚胎接受胚胎最后(6)基本程序(7)意义:充分发挥雌性优良个体的_________,大大缩短了_______________周期,增加供体一生繁殖后代的数量。4.胚胎分割:(1)概念:指采用机械方法将_________切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得_______________的技术。(2)主要仪器设备:___________和显微操作仪。(3)繁殖方式:_____生殖。(4)特点:后代_________相同。繁殖潜力供体本身的繁殖早期胚胎同卵双胎或多胎实体显微镜无性遗传性状(5)操作程序:①选择发育良好、形态正常的_______或_____,移入盛有_______的培养皿中。②用分割针或分割刀片将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的_________中,或直接将_______移植入受体。③还可用分割针分割_______,做DNA分析鉴定性别。桑葚胚囊胚操作液空透明带祼半胚滋养层【概念辨析】1.判断关于胚胎工程理论基础叙述的正误:(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始。()分析:卵子的发生在胚胎时期性别分化以后即开始进行。(2)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。()分析:内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成胎儿的胎膜和胎盘。(3)精子获能就是获得“能量”。()分析:精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。(4)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。

()×××√2.判断关于胚胎工程技术应用叙述的正误:(1)为了获得更多的卵母细胞,需用性激素对供体进行处理。()分析:为获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理。(2)采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精。()分析:采集的卵母细胞需在体外培养至MⅡ期时,才能与获能的精子在体外受精。(3)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。()分析:胚胎移植时应在原肠胚以前,一般在桑葚胚或囊胚阶段,也可能在更早的时期。×××(4)胚胎分割时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。()分析:胚胎分割时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,原肠胚分化程度较高,不宜进行胚胎分割。(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。()分析:同一胚胎的所有细胞来自同一个受精卵的有丝分裂,遗传物质相同。(6)对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割。()分析:对囊胚进行分割时,要将内细胞团均等分割。×√×关键能力·进阶考点一胚胎工程的理论基础【典例精研引领】如图是哺乳动物受精过程示意图,请据图回答:(1)图中字母表示的结构名称是:a.______、

b.______、c.______、d.______。

(2)图中数字表示的过程是:①__________________、

②__________________、③__________________、④__________________。

(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫做__________________。卵子一般在排出后要在__________________进一步成熟,当达到__________________时,才具备与精子受精的能力。

【名师授法解题】抓题眼练思维关键能力理解能力、获取信息能力题眼信息题眼1:哺乳动物受精过程题眼2:卵子的各部分的结构解题思维(1)指出图中卵子各部分的结构;(2)分析精子入卵过程和以后的变化,第二极体的形成,雌、雄原核的形成,雌、雄原核的融合【解析】(1)据图可知,a是放射冠,b是卵细胞间隙,c是雄原核,d是雌原核。(2)据图可判断,①精子穿过放射冠;②精子穿过透明带;③精子进入卵细胞膜;④雌、雄原核融合。(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫做精子获能。卵子一般在排出后都要在输卵管内进一步成熟,当达到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。答案:(1)放射冠卵细胞间隙雄原核雌原核(2)①精子穿过放射冠②精子穿越透明带

③精子进入卵细胞膜④雌、雄原核融合(3)精子获能输卵管内MⅡ期

【母题变式延伸】核心素养新命题(1)精细胞变形成为精子过程有哪些变化?(生命观念:结构与功能观)提示:精细胞经过变形成为精子:细胞核→精子头的主要部分;高尔基体→头部的顶体;中心体→精子的尾;线粒体→线粒体鞘(尾的基部);细胞内其他物质→原生质滴(最后脱落)。(2)精子和卵子的细胞核与雌雄原核是否相同?为什么?(科学思维:比较与分类)提示:不相同。雌雄原核是在原来细胞核的基础上形成的新核,原核膜已破裂。【知能素养提升】1.受精过程中两个反应的比较(科学思维:比较、归纳):透明带反应卵细胞膜反应发生时间透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间卵细胞膜反应发生在精子入卵后生理作用透明带反应可防止多个精子穿越透明带,是防止多精入卵受精的第一道屏障卵细胞膜反应也可防止其他精子入卵,是防止多精入卵受精的第二道屏障2.受精卵中遗传物质的来源(生命观念:科学的自然观):受精卵的遗传物质中,核遗传物质(染色体中的DNA)一半来自精子,一半来自卵子,细胞质中的遗传物质(线粒体中的DNA)几乎全部来自卵子。3.个体发育过程图解(科学思维:模型构建):(1)胚胎发育的起点是_______,受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,此时胚胎开始发育,即胚胎发育的最初场所是输卵管,以后逐步向子宫移动,最后在子宫内着床,直至发育成为成熟的胎儿。(2)孵化:囊胚期的_____进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这

一过程称为孵化。(3)_______阶段是个体发育过程中分化能力最高的阶段,细胞已分化形成外、中、内三个胚层,但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。(4)早期胚胎发育的营养物质来自卵黄,后期通过_____从母体吸收营养物质。受精卵囊胚原肠胚胎盘【热点考向演练】考向一围绕动物受精过程,考查生命观念的结构与功能观1.精子和卵子在发生上的重要区别是(

)A.卵泡的形成和在卵巢中的储备是在胎儿期完成的,而精子是在初情期之后B.卵子形成的时间短,而精子形成的时间长C.卵子产生的数量与精子相当D.卵原细胞的增殖过程是有丝分裂,而精原细胞的增殖过程是减数分裂【解析】选A。哺乳动物卵泡的形成及在卵巢内的储备,是在出生前(即胎儿期)完成的,而精子是在初情期之后,这是精子和卵子在发生上的主要区别,A正确;卵子形成的时间长,而精子形成的时间短,B错误;卵子产生的数量远比精子少,C错误;卵原细胞的增殖过程是通过有丝分裂,精原细胞的增殖过程同样是通过有丝分裂,D错误。2.(2021·西安模拟)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(

)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,MⅠ和MⅡ过程是不连续的,但细胞质均等分配【解析】选B。透明带反应是防止多精入卵的一道屏障,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即可发生受精作用,C错误;卵子发生时,MⅠ和MⅡ过程是不连续的,细胞质不均等分配,D错误。【易错警示】获能与受精两点提醒(1)成熟的生殖细胞并不代表具有受精能力,成熟的精子必须获能后才具有受精能力;而排出的卵子本身就不是成熟的生殖细胞。(2)受精作用是一个过程,卵子发生的减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的,只有卵子在减数第二次分裂完成后,才能真正完成精子和卵子的核融合过程。考向二围绕动物胚胎早期发育过程,考查科学思维与科学探究能力3.(2021·鹤壁模拟)下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述,错误的是(

)A.卵裂期细胞数目增多,胚胎的总体积增加B.卵裂期是在透明带内进行的,细胞分裂方式为有丝分裂C.桑葚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,其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织【解析】选A。卵裂期细胞数目增多,胚胎的总体积不变甚至略微减小,A错误;卵裂期是在透明带内进行的,细胞分裂方式为有丝分裂,B正确;桑葚胚以前的细胞均未分化,都是全能干细胞,C正确;囊胚期细胞开始分化,其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,D正确。【拓展延伸】卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律(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。4.(2021·南京模拟)如图表示某种哺乳动物受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是(

)A.图1中各细胞内的DNA分子数目与体细胞中相同B.图2和图3中的极体都将继续分裂C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中【解析】选D。图1中精子和卵子内的DNA分子数目相同,比体细胞减少一半,A错误;图2和图3中的第一极体一般不分裂,第二极体不能再分裂,B错误;同期发情处理使得供体和受体具有相同的生理环境,图4结构表示原肠胚,C错误;图1到图3的过程发生在输卵管,图4的形成发生在子宫中,D正确。【加固训练·拔高】1.下列过程,哪些发生在精子入卵后(

)①精子继续完成减数第二次分裂

②精子发生顶体反应③发生卵细胞膜封闭作用④卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核A.③④

B.①③④C.②③ D.①④【解析】选A。形成精子时就已经完成减数第二次分裂,①错误;精子与卵子接触时发生顶体反应,②错误;精子入卵后发生卵细胞膜封闭作用,这是阻止多精入卵的第二道屏障,③正确;精子入卵后,卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核,④正确。2.下列有关早期胚胎发育的叙述,正确的是(

)A.卵裂过程中细胞体积减小,胚胎总体积增加B.囊胚期的滋养层细胞处于未分化状态C.卵裂期的胚胎始终包裹在透明带中D.原肠胚期内细胞团发育成胎盘和胎膜【解析】选C。卵裂期胚胎细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加或略有缩小,A错误;囊胚的内细胞团发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,说明滋养层细胞已经分化,B错误;胚胎发育过程中,卵裂期的胚胎始终包裹在透明带中,直到囊胚进一步扩大导致透明带破裂,完成孵化,进入原肠胚期,所以C正确、D错误。考点二胚胎工程技术及其应用【典例精研引领】(2021·北京模拟)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。下列相关叙述正确的是(

)A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同

【名师授法解题】抓题眼练思维关键能力理解能力、解决问题的能力题眼信息题眼1:通过胚胎工程技术题眼2:让家猫代孕而繁育解题思维结合胚胎工程流程图,正确判断步骤甲、乙的名称【解析】选B。步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植,A项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,该激素只作用于性腺细胞,B项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵黄,C项错误;步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分不同,D项错误。

【母题变式延伸】核心素养新命题(1)早期胚胎培养所需营养液的成分是什么?(生命观念:结构与功能观)提示:早期胚胎培养所需培养液的成分有无机盐、有机物、氨基酸、核苷酸、维生素、激素和血清等。(2)不同动物进行胚胎移植时间相同吗?举例说明。(科学思维:分析与综合)提示:不同。如牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段;小鼠、家兔要培养到桑葚胚前。【备选典例】梅花鹿属于单胎动物,季节性发情,育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是(

)A.给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质C.当受体数量有限时,可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D.梅花鹿的胚胎形成后一直处于游离状态,为胚胎收集提供可能【解析】选A。给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子,A项正确;维生素、激素都不是能源物质,B项错误;梅花鹿属于单胎动物,因此当受体数量有限时,无法通过胚胎分割技术获得更多的后代,C项错误;梅花鹿的胚胎形成后,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,这为胚胎的收集提供了可能,D项错误。【知能素养提升】1.胚胎移植的生理学基础(科学思维:比较、归纳):(1)胚胎移入的基础:哺乳动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是_____的。(2)胚胎收集的基础: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_____状态。(3)移入胚胎存活的基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_________反应。(4)保留遗传特性的基础:供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但_____胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。相同游离免疫排斥供体2.移植胚胎来源及生殖方式:3.供体牛和受体牛的选择标准:供体是遗传性能和生产性能优秀的个体,受体是健康、有繁殖能力的个体,且二者必须是_____物种。同一4.试管动物与克隆动物的比较:【热点考向演练】考向一结合体外受精,考查归纳与概括能力1.下列关于卵子采集的叙述中不正确的是(

)A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理B.从输卵管中取出的成熟卵子,可直接与获能的精子在体外受精C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞D.在卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子在体外受精【解析】选D。对于实验动物如小鼠以及家畜猪等,采用的主要方法是用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精,故A、B正确;对于大家畜或大型动物,可以直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,故C正确,D错误。2.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【解析】选B。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,A正确;受精卵一般发育到桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植,B错误;早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清,C正确;试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,D正确。A.过程①的实质是基因选择性表达,类似于脱分化过程B.X细胞在遗传组成上应与当初卵泡中的卵母细胞遗传物质相同C.过程③中,受精后的X细胞会再释放出一个极体D.过程③中涉及体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术【解析】选B。过程①卵泡中的颗粒细胞经诱导成为多能干细胞,其实质是基因选择性表达,类似于脱分化过程,A项正确;X细胞应是处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞,由于减数分裂Ⅰ后期发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,因此X细胞在遗传组成上与当初卵泡中的卵母细胞遗传物质不相同,B项错误;过程③中,受精时的X细胞将完成减数分裂Ⅱ过程,因此会再释放出一个极体,C项正确;过程③中涉及体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术,D项正确。4.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是(

)A.卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大B.囊胚的滋养层细胞可发育成生物体的任何组织器官C.动物胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的D.培育试管婴儿涉及体内受精、早期胚胎培养和胚胎移植等【解析】选C。卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断减小;囊胚的滋养层细胞可发育成胎盘和胎膜;动物胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,因此孵化前的早期胚胎处于游离状态;培育试管婴儿涉及体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等。【加固训练·拔高】1.培育“试管山羊”的基本过程如图所示,有关叙述正确的是(

)A.图中采集的精子可以直接和卵母细胞受精B.乙表示受精作用,该过程在子宫中进行C.过程丙的培养液中应该添加动物血清D.丁过程应将原肠胚移植到代孕母羊子宫内【解析】选C。精子只有获能后才能与卵母细胞发生受精作用,A项错误。试管动物的受精作用在体外完成,B项错误。胚胎移植常用桑葚胚或囊胚,D项错误。2.(2021·西安模拟)Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍病,其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基因,她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题:(1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是

_______________________________,该健康男婴孕育过程中依次使用了__、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的是______(填“A”或“B”)。取卵之前,该母亲需要注射________激素。(3)早期胚胎需经过____________检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。(4)在胚胎孕育过程中,医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育,原因是__。【解析】(1)根据题意可知,该母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基因,并且该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵子,而受精卵的线粒体几乎全部来自卵子,这导致前两个孩子患病夭亡;根据图示信息可知,该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。

(2)图中首先对卵母细胞A去核,然后与卵母细胞B的细胞核融合,重组的卵子中含有卵母细胞A的细胞质,说明A的细胞质基因是正常的,因此代表该母亲卵母细胞的是B。取卵之前,该母亲需要注射促性腺激素,进行超数排卵。(3)早期胚胎需经过DNA分子水平检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。(4)在胚胎孕育过程中,由于男性的线粒体不会遗传给后代,因此医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育。答案:(1)该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵子,而受精卵的线粒体几乎全都来自卵子,导致前两个孩子患病夭亡核移植、体外受精(2)B促性腺(3)DNA分子水平(4)男性的线粒体不会遗传给后代【命题新情境】某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请,所谓的“三亲婴儿”,又称3P婴儿(3P即英文threeparents的缩写),为了避免母亲把生理缺陷遗传给孩子,医生去除女性捐赠者的卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育,这样诞生的孩子将会继承一位父亲和两位母亲的遗传基因。新情境·新命题【命题新角度】1.采集卵母细胞:先要经过激素处理后,用________仪器确定卵泡位置,插入穿刺针吸取卵泡液,取出卵母细胞。

2.图中“去核”和“取核”普遍使用____________________法。

3.在体外受精前,需要对精子进行________________处理。体外受精后还需将受精卵放入培养液中培养到一定阶段才能移植,培养液的成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、__________、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及__________等天然成分。

4.早期胚胎发育大致经过:受精卵→卵裂→桑葚胚→________________→原肠胚。早期胚胎的__________层细胞将发育成胎儿的胎膜和胎盘。

5.三亲婴儿