选修3第三讲胚胎工程(教材专题3).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,选修,3,高考成功方案,第,1,步,高考成功方案,第,2,步,高考成功方案,第,3,步,第三讲,一、体内受精和早期胚胎发育,1,精子产生的场所、时期与过程,(1),场所：,。,(2),时期：,开始，直到,。,睾丸的曲细精管,生殖机能衰退,初情期,(3),过程：,2,卵子的发生,(1),场所：,。,(2),时期：,和,。,(3),过程,(,如图,),：,卵巢,胎儿期,初情期后,(4),两次分裂的时间：减数第一次分裂是在雌性动物,完成的，减数第二次分裂是在,的过程中完成的。,3,受精过程,(1),受精作用发生的场所是哪里？刚排出的精子能否立即,受精？,；,。,排卵前后,精子和卵子结合,输卵管,不能,(2),受精过程：,4,胚胎发育过程,(1),哺乳动物早期胚胎发育,(,以人为例,),：,胚胎发育开始场所：,。,进入子宫时期：,期。,着床时期：,期。,输卵管,桑椹胚,囊胚,(2),胚胎发育过程：,二、体外受精和早期胚胎培养,1,体外受精,(1),卵母细胞的采集和培养：,对于小型实验动物；常采用,，使其排出更多的卵子。,对于大型动物或大家畜,(,如牛,),：一般从已屠宰或活体母畜的,中采取。,促性腺激素处理,卵巢,(3),受精：,的精子和培养成熟的卵子一般在,或专用的受精溶液中完成受精作用。,获能,获能溶液,2,早期胚胎培养,(2),胚胎处理：,或,。,向受体移植,冷冻保存,三、胚胎工程的应用及前景,1,胚胎移植,(1),过程：,(2),意义：,。,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,2,胚胎分割,(1),材料：发育良好、形态正常的,。,(2),实质：胚胎分割可增加动物后代数量，其实质是,。,(3),对囊胚阶段的胚胎分割时要注意,，,否则会影响,。,桑椹胚或囊胚,动物的无性繁殖或克隆,将内细胞团均等分割,分割后胚胎的恢复和进一步发育,3,胚胎干细胞,(1),胚胎干细胞的来源和特点：,来源：从,或,中分离而来。,早期胚胎,原始性腺,(2),胚胎干细胞的应用价值：,治疗,。,培育,。,研究,的理想材料。,人类某些顽症,人造组织器官,体外细胞分化,考点一,精子、卵子的发生与受精作用,考情解读,对本考点的考查主要以简答题的形式呈现，常结合试管动物的培育过程、受精作用发生的条件及时期进行考查，此外对精子及卵细胞的发生过程也有较多考查。预计,2013,年还会对相关内容进行考查。,做一题,例,1,下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答有关问题：,(1),图中,A,是,_,，,B,是,_,，,E(,过程,),是指,_,，阶段,C,是指个体发育的,_(,时期,),，阶段,D,是指个体发育的,_(,时期,),。,(2),当观察到第二极体时，可以表明,_,。,(3),能发生染色体的着丝点分裂的阶段是,_,。,(,填序,号,),(4),阶段存在的变异方式是,_,。,解析,本题考查卵子形成过程中的有关知识。,(1),图中,为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；,、,为减数分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此,E,是受精，,B,是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期开始的，因此阶段,C,为胎儿期；阶段,D,为初情期后。,(2),当观察到第二极体时，表明卵子已经完成了受精作用。,(3),着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，因此为,、,。,(4),有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。,答案,(1),第一极体合子受精胎儿期初情期后,(2),卵子已经完成了受精,(3),、,(4),基因突变、染色体变异,链一串,1,精子、卵子发生的比较,项目,精子发生,卵子发生,区别,场所,睾丸的曲细精管,卵巢,(M,),、,输卵管,(M,),开始,时间,初情期后,胚胎性别分化后,项目,精子发生,卵子发生,区别,过程,特点,M,、,M,是连续的,需要变形,两次细胞质分裂均等,M,、,M,是不连续的,不需要变形,两次细胞质分裂不均等,结果,形成,4,个精细胞,形成,1,个卵细胞,相同点,原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂,生殖细胞的成熟经减数分裂完成,成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞染色体数目减半,2,卵细胞只允许同种单个精子完成受精的保障,(1),同种生物精卵结合的保障：,卵细胞透明带上存在精子的特异识别受体，只允许同种生物的精子与卵细胞结合。,(2),防止多精入卵的保障：,单个精子穿过透明带，触及卵黄膜的瞬间引发透明带反应，透明带蛋白质变性成为较坚韧的一层，阻止其他精子进入，这是防止多精入卵的第一道屏障。,单个精子穿过卵黄膜入卵后，立即引发卵黄膜的封闭作用，拒绝其他精子再进入卵细胞，这是防止多精入卵的第二道屏障。,(3),受精的标志和受精完成的标志：,受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。,受精完成的标志：雌、雄原核的融合。,3,早期胚胎发育,(1),过程：受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚,原肠胚,(2),图示：,关键一点,受精阶段,四步曲,第一步：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之间的物质，透,明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。,第二步：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。,第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。,第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子,(,受精卵,),。,通一类,1,下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用,的叙述，正确的是,(,),A,采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用,B,排卵就是排出成熟卵细胞的过程,C,卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成,D,卵子受精完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察,到两个极体,解析：,采集到的精子必须经获能处理后才能受精；采集的卵细胞分两种情况：若是从输卵管中冲取卵子则不需要培养直接就可以与获能的精子受精，若从卵巢中取出的卵细胞则需要培养成熟后才可以与获能的精子受精。排卵排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞而不是成熟的卵细胞；哺乳动物卵细胞形成的场所：未排卵之前是在卵巢中进行的，排卵之后，减数第二次分裂的完成是在输卵管中进行的。,答案：,D,2,我国首例,“,虎狮兽,”,利用了雄虎的精子和雌狮的卵子在体,外受精而产生，完成这一过程需要解决的问题是,(,),A,精子在体外用获能物质进行处理,B,用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入,C,抽取精子、卵子的细胞核进行融合,D,精子入卵后进行人工处理，防止多精入卵,解析：,精子获能后才具有受精能力，因此体外受精前要经过获能处理；精子入卵后会自然形成两道屏障防止多精入卵。,答案：,A,考点二,体外受精和早期胚胎培养,考情解读,胚胎工程中的卵母细胞及受精卵的培养、胚胎分割及胚胎干细胞培养等技术与“基因工程”“细胞工程”等现代生物科技专题有着密切联系，可以说“动物基因工程”“动物细胞工程”等是胚胎工程的上游技术，而胚胎工程则属于下游技术。随着新课标高考的深入，预计对本考点内容的考查将会增多。,做一题,例,2,(2012,太原模拟,),下图表示利用胚胎工程培育优质奶牛的基本流程：,(1),桑椹胚是胚胎细胞数目为,_,个左右的胚胎，这个,阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力，属于,_,。补充填写胚胎发育的几个重要阶段：受精卵,桑椹胚,_,_,。优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是,_,。,(2),在优质奶牛的培育过程中，为了能够快速繁殖，常用体外,受精技术，其过程为：,该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗？,_(“,能,”,或者,“,不能,”,),，在进行体外受精前要对精子进行,_,处理。,(3),若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可进行胚,胎分割。应选择发育到,_,时期的胚胎进行操作，进行分割时，应注意将,_,分割，通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的,_,。,(4),胚胎干细胞,(,简称,ES,细胞或,EK,细胞,),是由,_,胚胎或,者原始性腺中分离出来的一类细胞。具有很强的,_,能力和多向,_,的潜能。,ES,细胞将会给人类移植医学带来一场革命，原因是,ES,细胞可以被诱导分化形成新的,_,，还可以培育出新的,_,。,解析,(1),桑椹胚的胚胎细胞数为,32,个左右，这些细胞属全能细胞；移植后的胚胎能在受体子宫中成活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应。,(2),在进行体外受精时，卵母细胞需在体外培养成熟后方可与获能的精子受精。,(3),进行胚胎分割移植最好选桑椹胚或囊胚予以分割。,(4),胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞，,ES,细胞可以被诱导分化成新的组织细胞，还可培育出新的组织器官。,答案,(1)32,全能细胞囊胚原肠胚受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,(2),不能获能,(3),桑椹胚或囊胚 内细胞团均等遗传物质,(4),早期增殖分化组织细胞组织器官,链一串,1,体外受精,获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间才能完成受精；受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，如图所示：,2,胚胎移植的生理学基础,(1),哺乳动物排卵后，同种供受体生殖器官的生理变化是,相同的，这是胚胎能够移入受体的生理基础。,(2),早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，而是处于,游离状态，这是胚胎收集的生理基础。,(3),受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，,这是胚胎在受体内能够存活的生理基础。,(4),供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎,的遗传特性，这是供体胚胎正常发育的生理基础。,3,胚胎移植的实质,是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不会改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。,4,胚胎移植的优势,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。,关键一点,(1),胚胎移植成功与否要具备的两个条件：,胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。,进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,(2),同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的,“,同种,”,是,指,“,同物种,”,。,(3),不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹,胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在,4,个细胞阶段移植；几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。,通一类,3,下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的,是,(,),A,获取的精子经获能后才能进行体外受精,B,过程只与细胞膜的流动性有关,C,过程的细胞增殖方式是有丝分裂,D,过程属于胚胎移植过程,解析：,在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的,过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合,(,与膜的流动性有关,),、核的融合等；,过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；,过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。,答案：,B,4,下图为牛胚胎移植的基本程序，请据图回答：,(1),图中,a,、,b,、,c,过程分别是指,_,、,_,、,_,。,(2),在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理，这样处理的原因是,_,，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。,(3),从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为,ES,或,EK,细胞，这类细胞的形态特征为,_,。,解析：,(1),图中,a,、,b,、,c,依次指超数排卵、胚胎收集、胚胎移植。,(2),同期发情处理的目的在于使供受体动物处于相同生理状态，以免发生免疫排斥反应。,(3),胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点。,答案：,(1),超数排卵胚胎收集胚胎移植,(2),使供、受体的生理状态相同,(3),体积小、细胞核大、核仁明显,考点三,胚胎分割和胚胎干细胞,考情解读,本考点命题以简答题为主，多以图解的形式呈现。主要与畜牧生产和医学实践的应用及与科技发展相联系进行考查，“高起点，低落点”是相关考题的特点，以最新的胚胎工程和干细胞培养的研究成果为背景，对获取信息的能力和综合应用知识的能力进行考查将可能成为,2013,年高考的热点，备考时应予以关注。,做一题,例,3,下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图完成下列问题：,(1),填出图中字母所代表的结构名称：,A,_,；,B._,；,C._,；,D._,；,(2),写出甲、乙、丙过程的技术名称：,甲,_,；乙,_,；丙,_,；进行乙过程时，所取的样本是,_,。,(3),进行甲过程时，所使用的基本仪器是,_,，本过程的技,术关键是,_,。,(4),尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些,问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异等，同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是,_,。,解析：,(1),根据囊胚的结构可知图中字母所代表的结构名称分别是：,A,为囊胚腔；,B,为透明带；,C,为滋养层；,D,为内细胞团。,(2),图中表示的甲、乙、丙过程的技术分别是胚胎分割、做,DNA,分析性别鉴定、胚胎移植。进行乙过程时，所采取的样本是滋养层细胞。,(3),进行甲过程时，所使用的基本仪器是显微操作仪和实体显微镜。本过程的技术关键是将内细胞团均等分割。,(4),尽管胚胎分割技术在多种动物中已取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异等。同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是同卵双胎。,答案,(1),囊胚腔透明带滋养层细胞内细胞团,(2),胚胎分割做,DNA,分析性别鉴定胚胎移植滋养层细胞,(3),显微操作仪和实体显微镜将内细胞团均等分割,(4),同卵双胎,链一串,1,干细胞的类型,类别,来源或举例,特点,全能干细胞,桑椹胚或囊胚及以前,能发育成完整个体,多能干细胞,(,胚胎干细胞,),内细胞团细胞、原始性腺细胞分离,能分化出动物体内的任何组织,专能干细胞,(,成体干细胞,),骨髓干细胞、皮肤生发层细胞,能分化出特定的组织,2,干细胞的培养过程,3,胚胎干细胞的主要用途,(1),克隆动物培育：,将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物，操作流程如下：,(2),基因敲除，获得移植器官。,(3),培育出人造组织器官，用于器官移植。,(4),改良创造动物新品种。,关键一点,干细胞的培养需要一种能促进胚胎干细胞的生长、但抑制其分化的一种培养体系，这种体系就是胚胎成纤维细胞。,通一类,5,(,双选,),下图表示利用胚胎干细胞,(ES,细胞,),所做的一系,列研,究，过程,是将带有遗传标记的,ES,细胞注入早,期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物,体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素。过程,是将目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙,述不正确的是,(,),.,A,过程,的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点,B,过程,中，囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个,胚层及两个囊胚腔,C,过程,中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞,D,过程,中需要用到的工具有限制酶、,DNA,聚合酶和运,载体,解析：,过程,利用了细胞的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚，具有内、中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个囊,腔。过程,中，将目的基因导入动物受体细胞常用的方法是显微注射法，基因工程中常用的工具有限制酶、,DNA,连接酶及运载体。,答案：,BD,6,下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化示意图。请回,答下列问题：,(1),哺乳动物的胚胎干细胞是从,_,或,_,中分离出来的一类细胞。,(2),自然条件下，造血干细胞不能分化形成皮肤、神经等其他组织和细胞是细胞中,_,的结果。成熟的红细胞失去全能性的原因是,_,。,(3),胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，但在培养液中加入,_,等化学物质时就可以诱导出不同的组织器官，用于器官移植。,(4),对白血病患者进行骨髓移植的实质是将图中的,_,细胞移植到患者体内达到治疗疾病的目的。,(5),题图中细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，功能上表现为全能性最高的是,_,。,解析：,胚胎干细胞是从哺乳动物的早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，功能上具有发育的全能性的特点，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，但在体外培养条件下，可以增殖但不发生分化，若在培养液中加入分化诱导因子等化学物质时就可以诱导出不同的组织器官，用于器官移植。造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高，只能分化出不同的血细胞，而不能分化出其他类型的细胞，原因是基因的选择性表达。因为成熟的红细胞中没有细胞核，所以不具有全能性。,答案：,(1),早期胚胎原始性腺,(2),基因选择性表达,红细胞中无细胞核,(3),分化诱导因子,(4),造血干,(5),胚胎干细胞,点击进入高考成功方案第,3,步（含课时卷）,