2019版高考生物一輪復習 胚胎工程課件.ppt

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高考總復習生物,,選修3 現(xiàn)代生物科技專題 學案44 胚胎工程,一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,基礎回顧,1．精子和卵子的發(fā)生的比較。,睪丸的曲細精管,卵巢,從初情期開始,從胚胎出現(xiàn)性別分化后,需變形,不均等分裂和均等分裂,形成1個卵子和3個極體,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,基礎回顧,2.受精。 (1)精子獲能：剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物________內(nèi)發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。 (2)卵子的準備：卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，________________________期，才具有受精能力。 (3)受精過程：精子穿越__________和__________ →精子進入____________→雌、雄______形成→合子形成。,生殖道,到減數(shù)第二次分裂中,放射冠,透明帶,卵細胞膜,原核,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,3．胚胎發(fā)育過程。 (1)哺乳動物的胚胎發(fā)育早期是在__________中開始的，一般到桑椹胚期進入子宮，囊胚期著床。 (2)卵裂：卵裂方式是______________。 (3)囊胚期：其內(nèi)的____________細胞具有發(fā)育全能性，能分化出幼體動物的所有組織器官。 (4)原腸胚期：出現(xiàn)了______個胚層和原腸腔。,基礎回顧,輸卵管,有絲分裂,內(nèi)細胞團,三,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解惑：區(qū)分頂體反應、透明帶反應、卵細胞膜反應的方法。 (1)從發(fā)生時間看。 ①頂體反應發(fā)生在精子與卵子相遇時。 ②透明帶反應發(fā)生在精子觸及卵細胞膜的瞬間。 ③卵細胞膜反應發(fā)生在精子入卵后。 (2)從生理作用看。 ①頂體反應是頂體內(nèi)釋放的酶直接溶解卵丘細胞間的物質(zhì)，使精子穿越放射冠。,基礎回顧,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,②透明帶反應是防止多個精子穿越透明帶，是防止多精入卵的第一道屏障。 ③卵細胞膜反應是防止多精入卵的第二道屏障。,基礎回顧,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng),基礎回顧,促性腺激素,假陰道法,電刺激法,培養(yǎng)法,獲能的精子,獲能溶液,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,基礎回顧,無機鹽和有機鹽,維生素和激素,氨基酸和核苷酸,血清,受體移植,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,三、胚胎工程的應用及前景,基礎回顧,1．胚胎移植。 (1)概念剖析： ①供體：能提供早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到胚胎的雌性動物。 ②受體：________________________的其他雌性動物。 ③結(jié)果：產(chǎn)生新個體。 (2)意義：充分發(fā)揮______________________________。,同種的、生理狀態(tài)相同,雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(3)生理學基礎。 ①移入：排卵后，________________的生理變化是相同的。 ②收集：早期胚胎處于________________。 ③存活：受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生________________。 ④遺傳性：供體胚胎可與受體子宮建立正常的________________聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的__________________不受任何影響。,基礎回顧,供、受體生殖器官,游離狀態(tài),免疫排斥反應,生理和組織,遺傳特性,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(4)基本程序： 對供、受體的選擇和處理→____________________→對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→________________→移植后檢查。 2．胚胎分割。 (1)概念： ①方法：機械方法。 ②分割份數(shù)：將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等。 ③目的：獲得________________。,基礎回顧,配種或進行人工授精,胚胎移植,同卵雙胎或多胎,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(2)定位：動物______________________的方法之一。 (3)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的________________。 (4)要求：將____________均等分割。 3．胚胎干細胞(ES或EK細胞)。 (1)來源：____________________________。,基礎回顧,無性繁殖或克隆,桑椹胚或囊胚,內(nèi)細胞團,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,全能性,發(fā)生分化,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解惑：胚胎工程中的幾個易混點辨析。 (1)同種動物之間進行胚胎移植易成功。這里的“同種”是指“同物種”。 (2)作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種，供體則為優(yōu)良品種。 (3)進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，在囊胚階段分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割。 (4)試管嬰兒技術(shù)為有性生殖，胚胎分割為無性生殖。,基礎回顧,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(5)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖：胚胎是由受精卵形成的，屬于有性生殖；由核移植技術(shù)形成的重組細胞發(fā)育而成的，屬于無性生殖。,基礎回顧,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,考點1 胚胎發(fā)育的過程及體外受精和早期胚胎的培養(yǎng),要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,2．體外受精。 (1)原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境（包括營養(yǎng)、溫度、pH等），使初級卵母細胞成熟和精子獲能，最終完成受精和胚胎保存。 (2)主要操作步驟： ①卵母細胞的采集： 方法一：對小型動物一般采用促性腺激素處理，排卵后直接從輸卵管中沖取卵子直接與獲能的精子在體外受精。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,方法二：對大型動物一般采用從活體的卵巢中吸取卵母細胞，經(jīng)體外人工培養(yǎng)成熟后與獲能的精子在體外受精。 ②精子的采集和獲能： 采集方法：假陰道法、手握法和電刺激法等。 獲能方法：培養(yǎng)法和誘導法。 ③受精：獲能精子和成熟卵子在共同培養(yǎng)一段時間后便可受精。 3．早期胚胎的培養(yǎng)。 (1)培養(yǎng)液成分：鹽類，包括無機鹽和有機鹽；營養(yǎng)物質(zhì)；蛋白質(zhì)的組成單位氨基酸；DNA和RNA的組成單位核苷酸；調(diào)節(jié),要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,物質(zhì)有維生素、激素；特有物質(zhì)有血清。 (2)胚胎移植時間：不同動物其胚胎移植的時間不同。牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在4個細胞階段移植。幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植，因為此時分化程度高，移植成功率很低。 (3)胚胎發(fā)育到適宜階段時，既可向受體移植，也可冷凍保存。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,◇特別提醒 (1)受精過程中有三大反應（作用）：頂體反應、透明帶反應，卵細胞膜反應。三大反應（作用）的作用不同：頂體反應主要是形成精子穿越放射冠的通路；透明帶反應是防止多精子入卵受精的第一道屏障；卵細胞膜反應則是防止多精子入卵受精的第二道屏障。 (2)動物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等，但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具有與精子受精的能力。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(3)胚胎早期培養(yǎng)過程中有兩次用到了顯微鏡進行檢查：①在進行卵母細胞成熟培養(yǎng)前，要抽取卵母細胞在顯微鏡下檢查并挑選；②胚胎培養(yǎng)前要用顯徽鏡檢查受精卵。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,【例?】下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，下列相 關(guān)描述正確的是 ( ) A．圖中3是透明帶，7是原腸腔 B．發(fā)育的先后順序是甲一丙一乙 C．1部位細胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織 D．甲、乙、丙時期的細胞都具有發(fā)育的全能性,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解析：圖中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原腸胚。圖中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細胞團，3是透明帶，4是囊胚腔，5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 答案：A,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,名師點睛 有關(guān)體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育的辨析 (1)對卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清。 ①誤認為卵裂階段的細胞分裂方式包括減數(shù)分裂，實際上只有有絲分裂。 ②誤認為卵裂階段細胞中有機物、DNA的含量要增多，細胞體積要增大。從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，所以每個細胞體積減??；伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中DNA含量保持相對穩(wěn)定；該過程中有機物總量減少，因為一直呼吸消耗但不從外界吸收。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(2)對排卵理解不準確：排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵地從卵巢中排出。 (3)混淆受精標志與受精完成的標志。 受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精過程完成的標志是雌、雄原棱的融合。 (4)不能對胚胎發(fā)育與胚胎工程中的有關(guān)概念進行正確區(qū)分。 ①對精子和卵子的發(fā)生、發(fā)育及結(jié)合場所不熟：精子發(fā)生場所——睪丸的曲細精管；卵子的發(fā)生場所——卵巢；受精場所——輸卵管受精卵發(fā)育場所——輸卵管和子宮；精子發(fā)生的時間及特點——初情期后，兩次分裂連續(xù)進行；卵子發(fā)生的時間及特點——胚胎性別分化以后，兩次分裂不連續(xù)進行。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,②對囊胚和桑椹胚在胚胎發(fā)育過程中昕處的階段、特點和在胚胎工程中的應用沒有完全掌握：胚胎發(fā)育過程中開始分化的階段是囊胚，可以移植或分割的階段為桑椹胚和囊胚。 ③忽略“透明帶反應”和“卵細胞膜反應”在受精過程中的生物學意義：兩者構(gòu)成了防止多精入卵受精的兩道屏障。 ④體外受精易忽視“精子獲能”和“卵子成熟”問題。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,考點2 胚胎工程的應用,要點探究,1．胚胎移植——借腹懷胎。 (1)胚胎移植的實質(zhì)： 胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置 的轉(zhuǎn)換，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀 能保持其原來的優(yōu)良特性。 (2)胚胎移植成功的保障（生理學基礎）： ①供、受體生殖器官的生理變化是相同的。 ②哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子 宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集 提供了可能。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,③受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應， 這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。 ④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移 入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。 (3)胚胎移植的培育流程。以牛胚胎移植為例：,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能直接移植受精卵。,要點探究,(3)促性腺激素兩次使用：①同期發(fā)情處理；②超數(shù)排卵。 (4)兩次檢查：①收集胚胎檢查；②移植后是否妊娠檢查。 (5)沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。 (6)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(7)同期發(fā)情處理用雌性激素，超數(shù)排卵處理用促性腺激素。 (8)試管動物的性別和性狀由父本、母本決定，而克隆動物的性別和性狀與核供體相同。 (9)胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖，但胚胎分割是無性生殖方式。 2．胚胎分割——無性繁殖。 (1)實質(zhì)： 胚胎分割技術(shù)是把一個胚胎的細胞分成兩組或多組，經(jīng)過短暫培養(yǎng)使其修復、發(fā)育后，再一同或分別移植到不同的代孕母體中妊娠并產(chǎn)生多胎的技術(shù)，這種技術(shù)又稱做人工同卵多胎技術(shù)。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,胚胎分割可成倍增加胚胎數(shù)量，是一種快速繁殖種畜的方法，屬于動物無性繁殖或克隆的方法之一，其他方法還有核移植。 (2)要點： ①材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 ②囊胚期分割要求；內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,③過程圖解：,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,3. 干細胞。 （1）干細胞分類：,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(2)胚胎干細胞的應用前景： ES細胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基礎生物學、畜牧學和醫(yī)學上都具有十分重要的應用價值。 ①ES細胞可用于治療人類的某些頑癥。利用ES細胞可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可以使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。 ②培育成組織器官，用于器官移植。 ③對ES細胞的培養(yǎng)和誘導，為揭示細胞分化和細胞凋亡的機 理提供了有效手段。 ④ES細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,【例?】胚胎工程技術(shù)包含的內(nèi)容很豐富，如圖是胚胎工程技術(shù)研究及應用的相關(guān)情況，其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是黃牛，請據(jù)圖回答下列問題：,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（1）應用1的名稱是________________，利用該技術(shù)獲得的小牛，其遺傳物質(zhì)來源于___________ 。 （2）應用2中牛完成體內(nèi)受精的場所是__________ ，剛種植在子宮內(nèi)的胚胎其發(fā)育程度一般為 __________ ，胚胎種植后可以通過胎盤從母體獲得正常發(fā)育所需要的營養(yǎng)，該構(gòu)造由 ______________ 細胞發(fā)育而成。這種試管牛的產(chǎn)生，采用的胚胎工程技術(shù)有 _________ （至少答出2種）等。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（3）應用3中細胞C取自牛胎兒的 或 細胞。 （4）應用4中通過 技術(shù)獲得二分胚①和②，得到兩只小牛，可以通過PCR技術(shù)進行小牛早期胚胎性別鑒定；也可以在細胞結(jié)構(gòu)水平上通過對 的分析進行性別鑒定。,解析：分析題圖：應用1中：供體1提供細胞核，供體2提供細胞質(zhì)，經(jīng)過核移植技術(shù)形成重組細胞，并發(fā)育形成早期胚胎，再胚胎移植到受體子宮發(fā)育成小牛，稱為克隆牛；應用2中：優(yōu)良公牛和供體1配種形成受精卵，并發(fā)育成早期胚胎，再將胚胎移植到受體子宮發(fā)育成小牛，屬于有性生殖；應用3中：從早期胚胎和原始性腺中獲取胚胎干細胞，并進行體外干細胞培養(yǎng)；應用4中：采用了胚胎分割技術(shù)。（1）由以上分析可知應用1中獲得的小牛為克隆牛，其細胞核遺傳物質(zhì)來源于供體1，細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來源于供體2。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（2）牛完成體內(nèi)受精的場所是輸卵管；一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期時進行胚胎移植；胚胎種植后可以通過胎盤從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。這種試管牛的產(chǎn)生，采用的胚胎工程技術(shù)有體外授精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。 （3）細胞C為胚胎干細胞，該細胞取自牛胎兒的原始性腺或早期胚胎細胞。 （4）應用4中通過胚胎分割技術(shù)獲得二分胚①和②，得到兩只小牛，可以通過PCR技術(shù)進行小牛早期胚胎性別鑒定；也可以在細胞水平上通過對染色體的分析進行性別鑒定。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,答案：（1）核移植（技術(shù)） 供體1和供體2 （2）輸卵管 桑椹胚或囊胚 滋養(yǎng)層 人工授精（或體外受精）、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植（3）原始性腺 早期胚胎（內(nèi)細胞團）（4）胚胎分割 染色體,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,名師點睛 胚胎分割時一定要將內(nèi)細胞團均分 (1)內(nèi)細胞團的細胞可以說都具有全能性（桑椹胚的每個細胞都有全能性），每個細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)都是一樣的。 (2)若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,1．(2014．江蘇卷)杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，被稱 為“鉆石級”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是 ( ) A．為了獲得更多的卵母細胞，需用雌激素對雌性杜泊羊進行處理,D,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,B．從卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精于進行體外受精 C．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應，應注射免疫抑制劑 D．為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過脛胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：超數(shù)排卵用促性腺激素而不是雌激素，A錯誤。根據(jù)采集部位而定，如果是從輸卵管采集的卵細胞，已發(fā)育成熟，可直接與獲能的精子在體外受精；如果是從卵巢是采集的卵細胞，未發(fā)育成熟，都要經(jīng)過體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精，B錯誤；受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，C錯誤；為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎，D正確。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,2.目前，精子載體法逐漸成為最具誘惑力的制備轉(zhuǎn)基因動物方法之一，該方法以精子作為外源基因的載體，使精子攜帶外源基因進入卵細胞受精。下圖表示利用該方法制備轉(zhuǎn)基因鼠的基本流程。請據(jù)圖回答：,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,(1)獲取外源基因用到的工具酶是_________，為了提高實驗成功率，通常利用________技術(shù)獲得大量標記的外源基因。 (2)外源基因能夠整合到精子的________上是提高轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵，因為受精時只有精子的___________才能進入卵細胞中。 (3)過程②采用的是___________技術(shù)，該過程中應對已經(jīng)導入外源基因的精子進行______________處理。,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,(4)過程③需要在_____________________________(至少寫出兩點)等條件下進行。由于人們對動物細胞所需營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此在培養(yǎng)細胞時需在培養(yǎng)基中加入一定量的___________________。,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：(1)獲取目的基因時，需要限制性核酸內(nèi)切酶切割。為了提高實驗成功率，可以通過PCR擴增技術(shù)，可以在短時間內(nèi)大量擴增目的基因。 (2)精子與卵細胞受精時，將精子的頭部進入卵細胞中，并釋放其細胞核進入卵細胞，但細胞質(zhì)未進入。為了提高轉(zhuǎn)化率，必須將外源基因整合到精子的染色體中，才可以使外源基因進入受精卵中。 (3)②過程是攜帶外源基因的精子與卵細胞發(fā)生體外受精，形成受精卵。精子必須獲能才可以與卵細胞發(fā)生受精作用。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶 PCR (2)染色體 頭部(細胞核) (3)體外受精 獲能 (4)無菌無毒、適宜的溫度和pH、營養(yǎng)充足、適宜氣體環(huán)境 動物血清,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,