高考一轮复习胚胎工程专题课件.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,*,动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础,胚胎干细胞的移植,胚胎工程的应用,胚胎工程,1,胚胎工程指对动物,早期胚胎,或,配子,所进行的多种显微操作和处理技术，如,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养,等技术。,经过处理,后获得的胚胎，还需要,移植,到雌性动物体内,生产后代,，以满足人类的各种需求。,2,操作对象：,早期胚胎和配子,技术手段：,体外受精、胚胎移植、,胚胎分割、胚胎干细胞培养等,理论基础：,哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律,3,1,、产生的场所,睾丸,(,曲细精管,),2,、产生时期：,从,开始，到,。,精子的发生,生殖机能衰退,初情期,曲细精管,考点一 体内受精和早期胚胎发育,4,第一阶段,：位于,_,进行数次,_,，产生大量,_,。,_,经染色体复制和其他物质的合成,进一步形成,_.,第二阶段,：,_,连续进行两次分裂（即,_,）：,M,产生两个,_,，,M,共产生,_,个含,_,的,_,细胞。,第三阶段,：,_,经过变形，,_,变为,_,的主要部分，,_,发育为头部的,_,，,_,演变为,_,，,_,聚集在,_,的基部形成,_,。同时，其它物质浓缩为球状，叫,_,。,曲细精管管壁的精原细胞,有丝分裂,精原细胞,部分精原细胞,初级精母细胞,初级精母细胞,减数分裂,次级精母细胞,4,单倍染色体,精子,精子细胞,细胞核,精子头,高尔基体,顶体,中心体,精子的尾,线粒体,尾,线粒体鞘,原生质滴,考点一 体内受精和早期胚胎发育,5,次级精母细胞,M,第一阶段,精子细胞,M,初级精母细胞,染色体复制,变形,精原细胞,精 子,精子发生的过程,第二阶段,两次分裂,第三阶段,细胞变形,有丝分裂,大量精原细胞,6,考点一 体内受精和早期胚胎发育,精细胞变形为精子,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘,(,尾的基部,),原生质滴,(,球状,最后脱落,),7,卵子的发生,(1),场所,:,卵子的发生是在,内完成的。,(2),时期,:,（动物胚胎）在,以后，即,。,卵巢,性别分化,胎儿期,考点一 体内受精和早期胚胎发育,8,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,第二极体,成熟卵子,退化消失,M,排卵前后完成,在受精过程中完成,胎儿期,初情期后,卵巢,输卵管,初级卵母细胞被卵泡细胞包围,形成卵泡,(2N),(2N),(2N),(N),(N),染色体数目,初级卵母细胞,生长、透明带形成,卵巢,9,卵原细胞,有丝分裂,初级卵母细胞,次级卵母细胞和第一极体,成熟卵子和两个第二极体（含单倍染色体）,M,时期：,场所：,M,卵子发生的过程,大量卵原细胞,染色体复制,时期：,场所：,时期：,场所：,胎儿期,卵巢,排卵前后,卵巢,精子和卵子结合的过程,输卵管,10,1.,一个卵泡中能形成一个成熟的卵子（）,判断,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,2.,排卵是指卵子从卵泡中排出（）,排卵是指,卵子从卵泡中排出,。,3.刚排出的卵是成熟的卵子,（）,刚排出的卵子,尚未完全成熟,，,需要在输卵管内进一步成熟,11,（,1,）,.,相似点：,最初阶段均进行,有丝分裂,，不断,增加生殖原细胞的数量,；,经过,减数分裂,（,M,和,M,）才能,形成精子或卵子,。,3.,精子和卵子的发生异同,12,（,2,）,.,不同点：,发生,时间,场所,子细胞,数目,变形,形状,精,子,卵,子,重要区别,两次分裂连续，在睾丸曲细精管,两次分裂不连续，在卵巢和输卵管,初情期,以后,胎儿时期,4,个,精子细胞,1,个卵细胞,2,个极体,是,否,蝌蚪形,圆形,哺乳动物,卵泡的形成,和在卵巢内的储备是,在出生前完成,的；,精子是从初情期开始的,13,1.,以下说法不正确的是,A.,雄性动物从初情期开始产生精子,B.1,个精原细胞可以形成,4,个精子,C.,对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右,D.,动物体型大的产生的精子多且大,2.,一个卵泡可以形成的卵子数目是,A.1,个,B.2,个,C.3,个,D.4,个,练习：,14,3.,以下说法正确的是,A.,哺乳动物卵泡的形成是在初情期,B.,排卵是指排出成熟的卵泡,C.,排卵实际上是排出初级卵母细胞,D.,排卵实际上是排出次级卵母细胞,4.,下例不属于精子和卵子发生的区别的,是,A.,初级精母、卵母细胞的形成时间,B.M,和,M,的时间连续性,C.,成熟生殖细胞是否发生变形,D.,成熟生殖细胞中染色体的数量,15,三、受精作用,1,、概念,:,指,和,结合形成,合子,(,即,受精卵,),的过程。,2,、场所,:,受精是在,内完成的,3,、过程：,准备阶段：,精子获能,即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。,卵子的准备,即卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第二分裂中期（,M,）时，才具备受精能力。,考点一 体内受精和早期胚胎发育,精子,卵子,输卵管,16,精子,穿越放射冠,和,透明带,三个反应：,顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应,二个标志：,受精作用标志、受精作用完成标志,考点一 体内受精和早期胚胎发育,三、受精作用,受精阶段：,3,、过程：,进入卵黄膜,雌雄原核形成,和,配子结合,。,顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放,，溶解,之间的物质，形成精子穿越,的通路。,顶体酶,卵丘细胞,放射冠,透明带反应：穿过放射冠的精子经孔道穿越,，接触,，随即产生阻止,进入透明带的生理反应。,透明带,卵黄膜,后来精子,卵细胞膜反应：当精子与,接触后，立即被卵黄膜表面的,抱合，并发生,，精子入卵。此时卵黄膜立即发生,其他精子再进入卵内的生理反应。,卵黄膜,微绒毛,膜融合,拒绝,受精的标志,是在卵黄膜和透明带的间隙可观察到两个极体；,受精过程完成,的标志是雌,、雄原核融合成合子。,17,在卵细胞膜和透明带间隙可观察到,两个极体,思考：,1.,卵子是否受精的重要标志是什么？,减数第二次分裂过程是在,输卵管,中,3.,排出的卵子是什么时期的细胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,2.,产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,18,【,训练,】,关,于受精过程的叙述错误的是,(,),。,A,获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠,B,透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障,C,精子与卵黄膜相互融合，精子入卵,D,雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂,解析受精时精子,依次,穿越放射冠和透明带；阻止多精入卵的屏障依次是,透明带反应,和,卵细胞膜反应,；卵子完成减数第二次分裂是在雄原核形成时进行的。,A,19,四、早期胚胎发育,输卵管（卵裂期）、子宫,2,、,胚胎发育的过程：,考点一 体内受精和早期胚胎发育,1,、场所：,根据胚胎形态的变化，分几个阶段：,受精卵,卵裂期,（包括,2,细胞期、,4,细胞期、,8,细胞、,16,细胞期、,32,细胞期）,桑椹胚,囊胚期,原肠胚期,（包括内、中、外三胚层和原肠腔）,幼体,20,卵裂期的特点：,场所：,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,胚胎总体积,_,或略有,_,每个细胞体积,_,DNA,数目,_,有机物总量,_,物质种类,_,2,、,胚胎发育的过程：,有丝分裂,透明带内,增加,不增加,缩小,缩小,减少,增加,增多,三维,P231,21,当胚胎细胞数目达到,32,个左右时，胚胎形成,致密的细胞团,，形似桑椹，叫做桑椹胚。桑椹胚中的,每个细胞都属于全能细胞,。,2,、,胚胎发育的过程：,卵裂期,受精卵,桑椹胚,桑椹胚的特点：,P66,22,2,、,胚胎发育的过程：,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚,囊胚的特点：,P67,细胞开始分化,沿透明带内壁扩展排列的个体较小的细胞称为,滋养层细胞,，将来发育成,。,聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为,，将来发育成,。,内细胞团,胎儿的各种组织,胎膜和胎盘,孵化：囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来。,什么叫孵化？,23,外胚层：,内细胞团,表层,的细胞,内胚层：,内细胞团,下方,的细胞,中胚层：,原肠腔：,内胚层包围的囊腔,2,、,胚胎发育的过程：,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚,原肠胚,原肠胚的特点：,P67,原肠胚具有,胚层，,腔。,三,原肠,24,（,2012,杭州模拟）,关于原肠胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是（）,A,原肠胚时期细胞分化是由于遗传物质突变引起的,B,原肠胚时期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变,C,囊胚期内细胞团的各细胞结构功能基本相同,D,囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录水平上的差异引起的,【,解析,】,原肠胚时期细胞分化是由于基因的选择性表达引起的。,A,25,（,09,海南卷）,26,（选修,3,）,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。,顶体酶,初级,中,受精,26,（,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,。,27,（,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春保存，应将其置于,条件下。,28,1.,概括什么是试管动物技术，并完成下表,项目,试管动物技术,概念,目的,技术手段,是指通过人工操作使卵子和精子在,体外,条件下,成熟和受精,，并通过培养发育成,早期胚胎,后，再经,移植,产生后代的技术。,快速繁殖动物优良品种,体外受精,、,早期胚胎培养、胚胎移植,考点二 体外受精和早期胚胎培养,P69,试管动物技术首先要做的是,和成,。,体外受精,早期胚胎的培养,29,考点二 体外受精和早期胚胎培养,P69,（一）体外受精,哺乳动物的,体外受精,主要包括,，,精子的获取,和,等几个主要步骤。,卵母细胞的采集,受精,30,方法：,用,处理，使其,排卵，从,中冲取卵子。,1.,卵母细胞的采集和培养,（,1,）,对实验动物,（,2,）,对大家畜或大型动物,促性腺激素,超数,输卵管,从屠宰场,的卵巢中采集,已屠宰母畜,直接从,的卵巢中吸取卵母细胞,活体动物,（超数排卵法）,（从卵巢中取卵）,处理：,可,直接,与,的精子在体外受精。,获能,方法：,处理：,在体外,后才能与获能的精子受精,培养成熟,P69,31,有,法、,法和,等方法。,2.,精子的收集和获能,假阴道 手握 电刺激,（,1,）收集的方法,:,（,2,）获能处理,:,法：把精子放入,液中。,法：把精子放入一定浓度,溶液或,溶液中。,培养,化学,适用对象：（啮齿动物、家兔和猪）,适用对象：（牛、羊等家畜）,获能,肝素,钙离子载体,A23187,另：啮齿类实验动物处死附睾尾收集,32,3.,受精,获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在,或专用的,完成受精过程。,获能溶液,受精溶液,（中期）,33,二、胚胎的早期培养,目的：,哺乳动物胚胎的发育,培养液,:,动物胚胎的移植：,不同动物有不同的适宜阶段,检查受精状况和受精卵发育能力,成分：,无机,盐、,有机,盐,、维生,素,、激,素,、氨基,酸、,核苷,酸,以及动物,血清,等,.,胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向,受体移植,或,冷冻保存,。,牛、羊：,桑椹胚或囊胚阶段,小鼠、家兔：,卵裂期或囊胚阶段,试管婴儿：,8,个或,16,个细胞阶段,P72,34,动物细胞培养,和,动物胚胎培养,液成分的比较,比较项,不同,相同,其他条件,胚胎的培养液,培养液成分,动物细胞培养液,有机盐,激素,糖,微量元素,血浆,无机盐、核苷酸、维生素、氨基酸、血清,适宜的酸碱度、渗透压、温度、二氧化碳以及严格无菌条件,35,据图可知，次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节,次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子,细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期，,细胞分裂后期为减数第二次分裂后期，二者的染色体数均为,2,N,，,细胞的分裂后期为有丝分裂后期，染色体数为,4,N,转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体，,细胞为受精卵，具有全能性，可作为受体细胞。,36,37,考点三 胚胎工程的应用及前景,胚胎工程技术包含,，,胚胎分割,和,等内容。,P74,胚胎移植,体外生产胚胎技术,38,1.,胚胎移植概念,将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,移植到,同种,的、,生理状态相同,的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。,体内受精（配种或人工授精）、体外受精、,胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。,胚胎的来源：,供体：,受体：,受体的条件：,提供胚胎的,具有优良遗传性状的个体。,接受胚胎的个体。,同一物种、生理状态相同。,P75,胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道工序。,39,胚胎移植的生理学基础,同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官,的,是相同的。,生理变化,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。,游离,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不,发生,。,免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的,和,联系，但其,不受影响。,生理,组织,遗传特性,P76,40,选择及同期发情处理,超数排卵处理,配种或人工授精,胚胎收集,胚胎检查,胚胎保存,胚胎移植,妊娠检查,分娩,3,、胚胎移植的基本程序,41,用什么激素？,不同动物胚胎移植的时间不同,如何进行胚胎分割？,冲卵是冲卵子吗？,点 拨,该过程中两次使用激素，第一次对供体、受体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。,该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。,产下的犊牛性状取决于供体胚胎。,42,囊胚腔,透明带,滋养层,内细胞团,分割针,分割针,胚胎分割的用途,取样滋养层,做,DNA,分析性别鉴定,二分胚,胚胎移植,内细胞团,43,【,典例,】,高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂，经,32,细胞期、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体。如图是胚胎发育过程中某阶段示意图，有关叙述,不正确,的是,A.,依次为滋养层、内细胞团,B.,高等哺乳动物胚胎发育经历的,时期是受精卵卵裂期,32,细胞,期囊胚期原肠胚期幼体，,其中最关键的时期是原肠胚期,C.,高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束,D.,进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行,D,44,（,2003,年上海高考题,）,“,试管婴儿,”,技术属于,(,),A,胚胎移植,B,组织培养,C,克隆技术,D,基因工程,45,表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是,(,),A,试管动物培养,B,胚胎移植,C,胚胎分割移植,D,受精卵移植,46,（福建卷）,33.,生物,-,现代生物科技专题,必答题,Rag2,基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞（,ES,细胞）对,Rag2,基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：,47,（,1,）步骤中，在核移植前应去除卵母细胞的,。,（,2,）步骤中，重组胚胎培养到,期时，可从其内细胞团分离出,ES,细胞。,（,3,）步骤中，需要构建含有基因,Rag2,的表达载体。可以根据,Rag2,基因的,设计引物，利用,PCR,技术扩增,Rag2,基因片段。用,Hind,III,和,Pst,I,限制酶分别在片段两侧进行酶切获得,Rag2,基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有,酶的酶切位点。,（,4,）为检测,Rag2,基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,，用抗,Rag2,蛋白的抗体进行杂交实验。,细胞核,囊胚,核苷酸序列,Hind,和,Pst,蛋白质,48,【,解析,】,（,1,）步骤是核移植过程。体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核，原因是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面就有两个细胞核，使得遗传物质是不稳定的。,（,2,）,ES,细胞是由早期胚胎（囊胚）的内细胞团分离出来的一类细胞。,（,3,）步骤过程是导入目的基因,Rag2,基因于,ES,细胞中的基因表达载体的构建过程。在生物体外可通过,PCR,技术扩增目的基因，其条件是模板,DNA,、,Rag2,基因的核苷酸序列设计引物、四种脱氧核苷酸、热稳定,DNA,聚合酶等，另外根据题干可知，获得,Rag2,目的基因需要用,Hind,和,Pst,两种限制酶，所以在构建表达载体时，所选择的表达载体上应具有,Hind,和,Pst,酶的酶切位点。,（,4,）检测目的基因是否翻译相应蛋白质时，应采用抗原,抗体杂交（免疫）法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗体,抗原杂交，看是否有杂交带,49,（,2011,年广东卷）,华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有,转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植,A,、,B,、,C,、,D,、,D,50,（,2011,年江苏卷）,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技术,B,51,（,2009,年江苏卷）,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,、卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加,B,、胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割,C,、胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点,D,、胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取,D,52,超数排卵应使用促性腺激素而不是雌激素,从卵巢中采集的卵母细胞需培养至成熟后才能与获能的精子进行体外受精,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故不需注射免疫抑制剂,为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎。,53,54,