高三生物 第 3 講　胚胎工程復習課件 新人教版.ppt

1 第3講胚胎工程 2 1 精子和卵子的發(fā)生的比較 考點一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 高頻考點突破 3 2 受精作用 準備階段1 精子獲能剛剛排出的精子 必須在雌性動物的生殖道中經(jīng)歷一段時間 發(fā)生相應的生理變化后 才能獲得受精能力 此過程叫精子獲能 準備階段2 卵子的準備動物排出的卵子都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟 當達到減數(shù)第二次分裂的中期時 才具備與精子受精的能力 4 受精階段a 精子穿越放射冠和透明帶與卵子相遇 精子發(fā)生頂體反應 釋放頂體酶 溶解卵丘細胞之間的物質 精子穿越放射冠 與透明帶接觸 頂體酶將透明帶溶出一條孔道 精子穿越透明帶 接觸卵黃膜 立即發(fā)生透明帶反應 b 進入卵黃膜精子與卵黃膜接觸 立即被微絨毛抱合 精子外膜和卵黃膜相互融合 精子入卵 立即發(fā)生卵黃膜封閉作用 5 c 原核形成和配子結合精子入卵 尾部脫離 原有核膜破裂 同時 激活卵子 雌 雄原核形成 充分發(fā)育后合并 形成受精卵 6 3 胚胎發(fā)育 7 特別提醒 1 精子獲能是指精子獲得受精 能力 而不是獲得能量 2 排卵是指卵子從卵泡中排出 而不是卵泡從卵巢中排出 3 判斷卵子是否受精的重要標志 在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時 說明卵子已經(jīng)完成了受精 4 胚胎發(fā)育過程中 細胞開始出現(xiàn)分化的階段是囊胚 8 對位訓練 1 2012 山西大學附中月考 下列關于受精過程的敘述錯誤的是a 獲能后的精子與卵子相遇后 釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠b 透明帶反應是防止多精子入卵的第一道屏障c 精子與卵黃膜相互融合 精子入卵d 雄原核形成的同時 卵子完成第二次減數(shù)分裂 9 解析本題主要考查精子 卵子的發(fā)生及體內(nèi)受精過程的知識 哺乳動物的受精過程主要包括 精子穿越放射冠和透明帶 進入卵黃膜 原核結合 獲能后的精子與卵子相遇后 首先釋放頂體酶穿過放射冠進入透明帶 當精子接觸卵黃膜的瞬間 會產(chǎn)生透明帶反應 阻止多個精子進入透明帶 精子與卵黃膜相互融合 精子入卵后 形成雄原核 此時卵子完成減數(shù)第二次分裂 形成雌原核 二者相互融合形成受精卵 受精過程完成 答案a 10 2 高等哺乳動物受精后不久 受精卵開始進行細胞分裂 經(jīng)桑椹胚 囊胚 原腸胚和組織器官的分化 最后發(fā)育成一個完整的幼體 完成胚胎發(fā)育的全過程 如圖為該過程中的某一時期示意圖 下列有關敘述錯誤的是 11 a 圖中 依次為透明帶 滋養(yǎng)層 內(nèi)細胞團b 高等哺乳動物的細胞分化開始于圖示時期 終止于生命結束c 胚胎從 中伸展出來的過程叫做孵化d 進行胚胎分割時 應選擇圖示時期之后的胚胎進行 12 解析本題考查早期胚胎發(fā)育的有關知識 本題圖示為囊胚期 高等哺乳動物的細胞分化開始于囊胚期 終止于生命結束 后來囊胚進一步擴大 會導致 透明帶破裂 胚胎從其中伸展出來 這一過程叫孵化 所以a b c均正確 進行胚胎分割時 應選擇桑椹胚或囊胚期的胚胎進行 所以d錯誤 答案d 13 1 胚胎移植 1 基本程序 以牛胚胎移植為例 考點二 胚胎工程的應用 14 15 3 胚胎的收集 檢查 培養(yǎng)或保存a 收集 用特制的沖卵裝置從母體子宮中沖出早期胚胎 b 檢查 這是第一次檢查 此時的胚胎應處于桑椹胚期或囊胚期 4 胚胎移植 方法有手術法和非手術法 5 移植后的檢查 這是第二次檢查 對受體母牛是否妊娠進行檢查 16 2 胚胎分割 1 概念 胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術 2 所需儀器設備 實體顯微鏡和顯微操作儀 3 基本程序 選擇發(fā)良良好 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中 然后 用分割針或分割刀進行分割 17 特別提醒 1 沖卵的本質是沖出早期胚胎 2 早期胚胎在體外培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段進行移植 3 胚胎移植后一定要對受體母牛進行是否妊娠的檢查 4 對囊胚階段的胚胎進行分割時 要注意將內(nèi)細胞團均等分割 否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育 內(nèi)細胞團多的部分發(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 胚胎分割的份數(shù)越步 操作的難度就會越大 移植的成功率就越低 18 對位訓練 3 2012 廣東珠海一模 供 受體母牛選擇好后 要用激素進行同期發(fā)情處理的原因是a 防止受體牛不愿意接受胚胎b 只有受體與供體的生理狀態(tài)相同 被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育c 只要發(fā)情排卵后 各階段時間內(nèi)的變化 供 受體生理狀態(tài)完全相同d 同期發(fā)情處理后 卵細胞和精子受精結合能力強 19 解析對供體和受體同時用激素同期發(fā)情處理是為了保證供體和受體具有相同的生理狀態(tài) 以確保胚胎移植后能正常發(fā)育 答案b 20 4 2011 溫州十校聯(lián)考 近年來發(fā)展起來的胚胎工程技術為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機 如圖為經(jīng)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質奶牛的過程 下列說法正確的是 21 a 體外受精所需的成熟卵細胞可以從母體中直接獲取 但在受精前要對精子進行獲能處理b 進行胚胎分割時 應選擇發(fā)育到原腸胚時期的胚胎進行操作c 胚胎分割的方法只能用分割針在顯微鏡下將胚胎均等分割成若干份d 受體母牛必須和供體牛屬于同一物種 移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應 22 解析從母體卵巢中得到的卵子還不成熟 要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具有與精子結合的能力 進行胚胎分割時 應選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期的胚胎進行操作 進行胚胎分割時 還可以采用分割刀片將胚胎切開 同一物種的生理狀況和生殖狀況相同 才能進行胚胎移植 答案d 23 1 概念 哺乳動物的胚胎干細胞簡稱es或ek細胞 是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類具有發(fā)育的全能性的細胞 2 分離途徑 考點三 胚胎干細胞 24 3 應用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 1 es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細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能 25 2 用于器官移植 通過es細胞體外誘導分化 可以培育出人造組織器官 用于器官移植 解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題 3 es細胞是在體外條件下研究細胞分化的理想材料 為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段 4 es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 26 特別提醒 1 胚胎干細胞可分為全能干細胞 多能干細胞和專能干細胞 2 es細胞在飼養(yǎng)層細胞上 或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中 能夠維持不分化的狀態(tài) 在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子 如牛黃酸 丁酰環(huán)腺苷酸等化學物質時 就可以誘導es細胞向不同類型的組織細胞分化 27 對位訓練 5 2012 江蘇南通二模 下圖表示利用胚胎干細胞 es細胞 所作的一系列研究 請據(jù)圖分析回答 28 1 過程i將胚胎干細胞置于 射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養(yǎng)層上 并加入動物血清 抗生素等物質 維持細胞不分化的狀態(tài) 在此過程中 飼養(yǎng)層提供干細胞增殖所需的 加入抗生素是為了 這對于研究細胞分化和細胞凋亡的機理具有重要意義 2 過程 將帶有遺傳標記的es細胞注入早期胚胎的囊胚腔 通過組織化學染色 用于研究動物體器官形成的時間 發(fā)育過程以及影響的因素 這項研究利用了胚胎干細胞具有 的特點 在哺乳動物早期發(fā)育過程中 囊胚的后一個階段是 29 3 過程 中目的基因導入胚胎干細胞最常用的方法是 將目的基因轉入胚胎干細胞前需構建基因表達載體 其目的是 4 過程 得到的小鼠畸胎瘤中全是軟骨 神經(jīng)管 橫紋肌和骨骼等人類組織和器官 實驗時 必須用x射線照射去除胸腺的小鼠 獲得免疫缺陷小鼠 其目的是 該過程研究的意義在于解決 問題 30 解析 1 培養(yǎng)胚胎干細胞使用的物質主要是飼養(yǎng)層和動物血清等 說明飼養(yǎng)層主要是給胚胎干細胞提供營養(yǎng)物質 抗生素能殺細菌 在細胞培養(yǎng)中加入抗生素能防止雜菌污染 2 胚胎干細胞能發(fā)育成該動物的各種器官 說明具有發(fā)育的全能性 囊胚的后一個階段是原腸胚 3 將目的基因導入動物細胞常用的方法是顯微注射法 4 目前 器官移植面臨的難題主要是供體的短缺和免疫排斥 器官移植過程中產(chǎn)生的免疫是細胞免疫 細胞免疫主要和胸腺中發(fā)育成熟的t細胞有關 31 答案 1 營養(yǎng)物質防止雜菌污染 2 發(fā)育的全能性原腸胚 3 顯微注射法使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在 并且可以傳給下一代 同時 使目的基因能夠發(fā)揮作用 4 去除胸腺 不能形成t細胞 不發(fā)生細胞免疫 使移植組織細胞不會被排斥臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥等 32 典例1 2011 高考山東卷 人類疾病的轉基因動物模型常用于致病機理的探討及治療藥物的篩選 利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉基因模型大鼠的流程如下圖所示 答題技能培養(yǎng) 方法體驗 一 胚胎工程和基因工程的綜合考查 33 34 1 卵母細胞除從活體輸卵管中采集外 還可從已處死的雌鼠 中獲取 2 圖中的高血壓相關基因作為 質粒作為 二者需用 切割后連接成重組載體 該過程與質粒上含有 有關 3 子代大鼠如果 和 即可分別在分子水平和個體水平上說明高血壓相關基因已成功表達 然后可用其建立高血壓轉基因動物模型 4 在上述轉基因大鼠的培育過程中 所用到的主要胚胎工程技術有 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 35 解析 1 對于實驗動物大鼠 如果是從活體輸卵管中采集的卵母細胞 可以直接與獲能的精子在體外受精 如果是從已處死的雌鼠卵巢中采集的卵母細胞 需要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后 才能與獲能的精子受精 2 題圖中的高血壓相關基因作為目的基因 質粒作為載體 二者需用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割后才能連接成重組載體 該過程與質粒上有限制酶切割位點有關 3 若在子代大鼠的體內(nèi)檢測出與高血壓相關的蛋白質 則從分子水平上說明高血壓相關基 36 因已成功表達 若子代大鼠的血壓升高 則從個體水平上說明高血壓相關基因已成功表達 4 在轉基因動物的培育過程中 需要用到的胚胎工程技術主要有體外受精技術 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等 答案 1 卵巢 2 目的基因載體同種限制性核酸內(nèi)切酶 或同種限制酶 限制酶切割位點 3 檢測到體內(nèi)有相關蛋白出現(xiàn)高血壓 4 體外受精 37 典例2 寧夏理綜 下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖 請回答 二 胚胎干細胞的特點及應用 38 1 胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至 期的內(nèi)細胞團或胎兒的 中分離得到的一類細胞 2 圖中分化程度最低的干細胞是 在體外培養(yǎng)條件下 培養(yǎng)液中加入 因子 可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化 3 在機體內(nèi) 皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因 的結果 4 某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞 通過骨髓移植可以達到治療的目的 骨髓移植的實質是將圖中的 細胞移植到患者體內(nèi) 39 5 若要克隆某種哺乳動物 從理論上分析 上述紅細胞 白細胞 皮膚細胞 神經(jīng)細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的 其原因是 6 若某藥物可抑制肝腫瘤細胞dna的復制 使用該藥物可使肝腫瘤細胞停留于細胞周期的 期 7 在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段 用 細胞與骨髓瘤細胞融合 經(jīng)多次篩選最終得到能分泌 的雜交瘤細胞 40 解析 1 胚胎干細胞是從早期胚胎或胎兒原始性腺中分離出來的一類細胞 囊胚階段細胞開始分化為內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞 2 圖中分化程度最低的干細胞是胚胎干細胞 全能性最高 在體外培養(yǎng)條件下 要想將該種干細胞誘導分化形成不同類型的組織細胞 須向培養(yǎng)液中加入分化誘導因子 3 細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果 4 骨髓是人體的造血組織 存在造血干細胞 骨髓移植的實質是將造血干細胞移植到患者體內(nèi) 5 克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核 而成熟的紅細胞沒有細胞核 所以不能作為供體 6 細胞周期包括分裂間期和分裂期 分裂間期完成dna 41 分子的復制和有關蛋白質的合成 7 單克隆抗體制備過程中的細胞融合階段 用b淋巴細胞與骨髓細胞融合 經(jīng)篩選最終得到能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞 答案 1 囊胚原始性腺細胞 2 胚胎干細胞分化誘導 3 選擇性表達 4 造血干 5 紅細胞細胞中無細胞核 6 間 7 b淋巴特異性抗體 42 典例1 下圖表示蛙的受精卵發(fā)育至囊胚的過程中 dna總量 每個細胞體積 所有細胞體積之和 有機物總量的變化趨勢 橫坐標為發(fā)育時間 其中正確的是 易誤警示 一 對卵裂階段物質含量和體積大小的變化模糊不清 43 44 a b c d 嘗試解答 解析 蛙的受精卵發(fā)育至囊胚過程是受精卵持續(xù)進行有絲分裂的過程 其間dna不斷復制 總含量必然增加 這一過程中雖然細胞數(shù)量不斷增多 但細胞生長卻并不明顯 因此隨著細胞的分裂 每個細胞的體積卻在下降 由于蛙的胚胎發(fā)育是在水中 該階段還無法攝取環(huán)境中的有機物 胚內(nèi)有機物卻隨呼吸作用等生理過程不斷消耗 由此 4個坐標圖中 dna總量和 每個細胞體積的表示正確 a 45 糾錯筆記 1 卵裂階段的細胞分裂方式 有絲分裂 2 受卵膜制約 從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小 所以每個細胞體積減少 3 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 4 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 46 典例2 2012 濟南一模 克隆羊的成功轟動世界 它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎 而且解決了器官移植中供體不足的問題 但同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題 圖為人類對克隆羊技術的拓展和應用 請據(jù)圖回答 二 試管動物與克隆動物易于混