【名師導(dǎo)學(xué)】高考生物一輪復(fù)習(xí) 3.77 動物細胞工程課件 新人教版選修3.ppt

專題3胚胎工程 本專題知識經(jīng)常與減數(shù)分裂 生物的遺傳變異以及細胞工程 基因工程等知識相聯(lián)系考查 因此學(xué)習(xí)本專題時 注意聯(lián)系相關(guān)知識 形成知識的系統(tǒng)性 本專題內(nèi)容涉及以前的知識較多 因此在高考中以綜合題的形式出題的可能性比較大 考查學(xué)生的綜合能力 是高考的熱點 1 復(fù)習(xí)時注意聯(lián)系細胞分化 細胞全能性 人工授精 試管嬰兒 細胞培養(yǎng)技術(shù)和細胞融合等知識 2 先將體內(nèi)受精過程和早期胚胎發(fā)育復(fù)習(xí)到位 再復(fù)習(xí)體外受精和早期胚胎培養(yǎng)的相應(yīng)過程 兩者和絕大多數(shù)知識一樣 只是在場所和空間上存在差別 3 注意過程圖解與文字敘述相符合 有助于理解記憶 考點一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 基礎(chǔ)知識整合 1 哺乳動物精子的發(fā)生發(fā)生部位 發(fā)生時間 開始 直到生殖機能衰退 睪丸的曲細精管 初情期 精子細胞的變形 細胞核 高爾基體 中心體 線粒體鞘 原生質(zhì)滴 2 哺乳動物卵子的發(fā)生場所 時間 始于 過程 卵原細胞進行演變成初級卵母細胞 被包圍 形成初級卵泡 經(jīng)過形成和 其中 經(jīng)過減數(shù)第二次分裂形成個 而的減數(shù)第二次分裂是在過程中完成的 形成 個和 個 卵巢 輸卵管 初情期 有絲分裂 卵泡細胞 減數(shù)第一次分裂 第一極體 次級卵母細胞 第一極體 2 第二極體 次級卵母細胞 受精 輸卵管 1 卵子 1 第二極體 哺乳動物卵子發(fā)生的簡圖如下 3 受精作用 1 受精作用的定義 精子與卵子結(jié)合形成合子 即受精卵 的過程 2 受精作用的場所 3 受精標志 的形成 受精完成的標志是融合成 4 受精作用的結(jié)果 使的精子和卵子結(jié)合形成的受精卵 染色體數(shù)目恢復(fù)到中的數(shù)目 其中一半染色體來自 另一半來自母方 5 減數(shù)分裂和受精作用的意義 對于維持 對于 都是十分重要的 輸卵管 第二極體 雌雄原核 合子 單倍染色體 二倍染色體 體細胞 父方 每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定 生物的遺傳和變異 4 哺乳動物胚胎發(fā)育的基本過程起點 終點 包括 細胞進行分裂 數(shù)量 胚胎總體積 桑椹胚 細胞開始 其中個體較大的細胞叫 將來發(fā)育成胎兒的各種組織 個體較小的細胞 稱為滋養(yǎng)層 它們將來發(fā)育成胎膜和胎盤 等主要階段 根據(jù)胚胎形態(tài)的變化 可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段 受精卵 幼體 卵裂 有絲 增加 不增加 囊胚 分化 內(nèi)細胞團 原腸胚 知識拓展 精子 卵子形成過程的異同點 典例精析 例1 請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題 1 精細胞經(jīng)變形后 高爾基體發(fā)育形成精子的頂體 頂體內(nèi)含有的能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶 2 某動物排卵時 減數(shù)第一次分裂尚未完成 此時卵子處于卵母細胞階段 當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂期時 才具備受精能力 若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體 則表明過程已完成 頂體酶 初級 中 受精 3 動物的早期胚胎移植到同種且與供體相同的動物體內(nèi) 使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植 為了獲得更多的早期胚胎 常用激素對供體進行處理 其目的是獲得更多的 經(jīng)人工受精后可得到早期胚胎 用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時 發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色 其原因是活細胞膜 4 若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體 可對發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期階段的早期胚胎進行處理 再植入到受體內(nèi) 若要對早期胚胎進行長期保存 應(yīng)將其置于條件下 生理狀態(tài) 促性腺 卵母細胞 對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性 胚胎分割 冷凍 或液氮 考查類型 本題是考查哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題 解析 頂體酶協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶 在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體 則表明受精過程已完成 用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時 發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色 其原因是活細胞膜對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性 方法歸納 解答這類題的關(guān)鍵是 依據(jù)哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的知識 把其中的重要過程作一定的了解即可 高考中這一部分的題目一般基礎(chǔ)性較強 考點二體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 基礎(chǔ)知識整合 1 胚胎工程的概念及技術(shù)手段是指對動物或所進行的多種顯微操作和處理技術(shù) 如 等技術(shù) 經(jīng)過處理后獲得的胚胎 還需移植到動物體內(nèi)生產(chǎn)后代 以滿足人類的各種需求 胚胎工程的許多技術(shù) 實際是在條件下 對動物和發(fā)育條件的模擬操作 早期胚胎 配子 體外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干細胞培養(yǎng) 雌性 體外 自然受精 早期胚胎 2 試管動物技術(shù) 是指通過人工操作使卵子和精子在成熟和受精 并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后 再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù) 屬生殖過程 基本原理 人工模擬環(huán)境 包括 等 使細胞成熟 同時使精子 最終完成作用 并有計劃地保存等 體外條件下 有性 體內(nèi) 營養(yǎng) 溫度 ph 初級卵母 獲能 受精 胚胎 3 體外受精的過程 1 卵母細胞的采集和培養(yǎng)卵母細胞的采集和培養(yǎng) 對體型小的動物用處理 從輸卵管沖取卵子 可直接受精 對體型大的動物從中采集卵母細胞 要在體外培養(yǎng)成熟 2 精子的采集和獲能常用方法有 和 獲能方法有和 3 體外受精將人工采集的精液與已經(jīng)成熟的混合 使精子和成熟的卵母細胞在母畜體外完成受精 該過程稱 可置于專門的或中 促性腺激素 卵巢 假陰道法 手握法 電激法 培養(yǎng)法 化學(xué)誘導(dǎo)法 卵母細胞 體外受精 受精溶液 獲能液 4 胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液的成分 兩鹽 兩素 兩酸 等營養(yǎng)成分和等物質(zhì) 當胚胎發(fā)育到適宜的階段時 可將其取出向受體移植或冷凍保存 無機鹽 有機鹽 維生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清 知識拓展 1 采集卵母細胞一是給母畜注射一定量的激素 促使卵巢產(chǎn)生更多的卵母細胞 然后利用超聲波引導(dǎo)法從母畜卵巢內(nèi)采集這些卵母細胞 二是從屠宰的母畜卵巢內(nèi)直接獲取卵母細胞 2 體外成熟剛獲取的卵母細胞還沒有發(fā)育成熟 不能與精子受精 在人工模擬環(huán)境 如溫度 營養(yǎng) ph等 條件下 使獲取的卵母細胞發(fā)育成熟 3 采集精子和獲能常用方法有假陰道法 手握法和電激法 獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法 4 體外受精將人工采集的公畜精液與已經(jīng)成熟的卵母細胞混合 使精子和成熟的卵母細胞在母畜體外完成受精 該過程稱體外受精 典例精析 例2 胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù) 可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用 下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程 1 從良種母牛采集的卵母細胞 都需要進行體外培養(yǎng) 其目的是 從良種公牛采集的精子需后才能進行受精作用 使卵母細胞成熟 或 使卵母細胞獲得受精能力 獲能 2 在體外培養(yǎng)受精卵時 除了給予一定量的o2以維持細胞呼吸外 還需要提供氣體以維持 3 圖中過程a稱為 它在胚胎工程中的意義在于 4 研制能夠產(chǎn)生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器 需將目的基因?qū)肱Ｊ芫?最常用的導(dǎo)入方法是 獲得轉(zhuǎn)基因母牛后 如果即說明目的基因已經(jīng)表達 co2 培養(yǎng)液 基 的ph 胚胎移植 提高優(yōu)良母畜的繁殖率 顯微注射法 牛奶中含有人類白細胞介素 或 牛乳腺細胞已合成人類白細胞介素 考查類型 本題主要考查胚胎工程的原理 意在考查考生的圖表分析能力和知識應(yīng)用能力 解析 獲取的卵母細胞只有少數(shù)成熟 大部分需培養(yǎng)后才發(fā)育成熟 具備受精條件 獲得精子也要經(jīng)過獲能處理后才能與卵母細胞受精 動物細胞培養(yǎng)需要給予o2和co2 co2的目的是維持培養(yǎng)液正常的酸堿度 胚胎移植是胚胎工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 也為研究胚胎工程的其他技術(shù)提供了保障 將目的基因?qū)雱游锛毎某Ｓ梅椒ㄊ秋@微注射法 檢測目的基因是否表達的方法是檢測有無目的基因的表達產(chǎn)物 方法歸納 將基因工程和胚胎工程的技術(shù)手段綜合運用 要對各技術(shù)手段的原理 步驟熟練掌握 考點三胚胎工程的應(yīng)用及前景 基礎(chǔ)知識整合 1 胚胎移植技術(shù) 1 概念 將雌性動物的 或者通過體外受精及其他方法得到的胚胎 移植到的其他雌性動物的體內(nèi) 使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù) 2 優(yōu)勢 可以充分發(fā)揮性優(yōu)良個體的繁殖潛力 供體本身的繁殖周期 早期胚胎 同種的 生理狀態(tài)相同 雌 縮短 3 胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 同種動物的供 受體生殖器官的生理變化是相同的 對供體和受體進行處理 早期胚胎形成后處于狀態(tài) 為胚胎的收集提供可能 受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生反應(yīng) 移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中 4 胚胎移植的程序 對供 受體母牛進行選擇 用進行同期發(fā)情處理 對供體母牛用激素作超數(shù)排卵處理 選擇同種優(yōu)秀公牛配種 生殖過程 對胚胎進行收集 此時胚胎處于游離狀態(tài) 對胚胎進行質(zhì)量檢查 此時胚胎應(yīng)發(fā)育到 胚胎移植 或冷凍保存 檢查受體母牛是否受孕 產(chǎn)下胚胎移植的犢牛 同期發(fā)情 游離 免疫排斥 不受影響 激素 有性 桑椹胚或囊胚 2 胚胎分割技術(shù) 1 概念 用法將切割成2 4 8等份 經(jīng)獲得的技術(shù) 可看作是動物無性繁殖或克隆 2 基本過程 選擇發(fā)育良好的移入培養(yǎng)皿中 用或?qū)⑵淝虚_ 吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體 注意 內(nèi)細胞團要分割 否則會影響胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育 機械 早期胚胎 移植 同卵雙胎或多胎 桑椹胚或囊胚 分割針 分割刀 均等 3 胚胎干細胞 概念 哺乳動物的胚胎干細胞簡稱或ek細胞 是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞 來源 或 特點 具的特性 形態(tài)方面 體積小 細胞核大 核仁明顯功能方面 具有 即可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞 體外培養(yǎng) 可以只增殖而不分化 適于冷凍保存或進行遺傳改造 es 早期胚胎 原始性腺 胚胎細胞 發(fā)育的全能性 知識拓展 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 因此各種性狀均能保持其原來的優(yōu)良特性 2 胚胎移植成功的保障 生理學(xué)基礎(chǔ) 第一 供 受體生殖器官的生理變化是相同的 第二 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 第三 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(yīng) 這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能 第四 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 注意為胚胎在受體內(nèi)的存活提供可能的基礎(chǔ)應(yīng)為外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 3 胚胎移植的過程歸納總結(jié) 1 該過程中兩次使用促性腺激素 第一次對受 供體進行同期發(fā)情處理 第二次用于供體的超數(shù)排卵 2 該過程中的兩次檢查 第一次對收集的胚胎進行檢查 第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查 3 產(chǎn)下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體牛 性別取決于公牛提供何種類型的精子 二者與受體牛沒有關(guān)系 4 沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎 而非沖出卵子 4 胚胎移植的意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能 因為正常情況下一頭牛一生可產(chǎn)下4 5頭犢牛 但通過胚胎移植一次可產(chǎn)下3 4頭 一生可產(chǎn)下數(shù)十頭 是自然繁殖的十幾倍到幾十倍 衰老細胞 癌細胞和胚胎干細胞的特征 典例精析 例3 下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述 錯誤的是 a 對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理b 人工授精后的一定時間內(nèi) 收集供體原腸胚用于胚胎分割c 利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎d 一次給受體母羊植入多個胚胎 可增加雙胞胎和多胞胎的比例 b 考查類型 本題考查胚胎工程的相關(guān)知識 意在考查考生對胚胎工程的理解 解析 人工授精后的一定時間內(nèi) 收集供體的早期胚胎 如囊胚 用于胚胎分割 b項錯誤 方法歸納 對于識記層次的知識在復(fù)習(xí)時要牢記在心 課時練習(xí)七十九一 選擇題 每題有一個正確答案 1 2011江蘇 下列關(guān)于胚胎工程的敘述 錯誤的是 a 體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精b 受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植c 早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清d 試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù) 解析 胚胎移植通常選發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進行移植 故b錯誤 b 2 下列有關(guān)試管動物技術(shù)的敘述不正確的是 a 體外受精主要包括卵母細胞的采集和培養(yǎng) 精子的采集和獲能 受精b 受精卵移植之前需檢查受精狀況和發(fā)育能力c 胚胎發(fā)育的過程為 受精卵 桑椹胚 囊胚 原腸胚d 移植胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響 c 3 一個嬰兒出生后 醫(yī)院為他保留了臍帶血 在他生長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病 就可以通過血液中的干細胞來為其治病 關(guān)于這個實例說法正確的是 a 用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病 需要激發(fā)細胞的所有全能性b 用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子所有的疾病c 如果要移植用他的干細胞培育出的器官 需要用到細胞培養(yǎng)技術(shù)d 如果要移植用他的干細胞培育出的器官 應(yīng)該要長期給他使用免疫抑制藥物 c 4 下列關(guān)于動物胚胎移植的敘述中 錯誤的是 a 受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植b 受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)c 超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素d 試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行 a 5 下面是科學(xué)家設(shè)計的快速繁殖良種奶牛的兩種方法 下列敘述不正確的是 a 在試管牛e和克隆牛g的培育過程中都必須用到動物細胞培養(yǎng)技術(shù)b 圖中激素處理良種母牛b的目的是為了獲得更多的卵細胞c 克隆牛g一定是公牛d 母牛b與公牛c雜交后代與克隆牛g的遺傳信息相同 d 6 人卵只與一個精子融合 但為什么還要數(shù)以千萬計的精子才能保證受精完成 a 精子的壽命短b 精子到達卵的幾率極低c 精子分泌酶水解卵周圍的細胞d 精子為卵提供營養(yǎng)物質(zhì) b 7 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(jié)合能力強 b 8 2011浙江 培育 試管山羊 的基本過程如下圖所示 若要培育成功 下列敘述正確的是 a 甲過程中可通過給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵b 乙過程的目的之一是促進卵母細胞和精子的成熟c 丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液d 丁過程中早期胚胎須移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi) a 解析 注射促性腺激素可以超數(shù)排卵 選項a正確 乙過程是受精作用 選項b錯 丙過程是早期胚胎發(fā)育 在發(fā)育培養(yǎng)液中完成 而乙過程受精作用在獲能溶液或?qū)ｉT的受精溶液中完成 選項c錯 胚胎移植時要保證受體和供體的生理狀態(tài)相同 不是性狀相同 選項d錯 9 英國科學(xué)家維爾穆特首次用羊的體細胞 乳腺細胞 成功地培育出一只小母羊 取名 多利 這一方法被稱之為 克隆 以下四項中與此方法在本質(zhì)上最相近的是 a 將兔的早期胚胎分割后 分別植入兩只母兔的子宮內(nèi) 并最終發(fā)育成兩只一樣的兔子b 將人的抗病毒基因嫁接到煙草dna分子上 培育出具有抗病毒能力的煙草新品種c 將鼠骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的脾細胞融合成雜交瘤細胞d 將人的精子與卵細胞在體外受精 待受精卵在試管內(nèi)發(fā)育到囊胚期時 再植入女性子宮內(nèi)發(fā)育成 試管嬰兒 a 二 非選擇題 10 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(chǔ) 又解決了器官移植中供體不足的問題 同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題 下圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用 請據(jù)圖回答 1 圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有和等 2 圖中兩個克隆動物長大后 各方面特征與原型動物相同 這說明具有全能性 早期胚胎發(fā)育在階段以前的細胞是全能細胞 3 使用培養(yǎng)基進行胚胎干細胞培養(yǎng)時 通常要加入等天然成分 除了保證被培養(yǎng)細胞處于無菌 無毒及氧氣充足的環(huán)境中 還需要保證細胞生活所需的 4 圖中從 內(nèi)細胞團到胚胎干細胞 的培養(yǎng)過程中 一般用處理內(nèi)細胞團 使之分散成單個細胞 核移植 胚胎移植 細胞培養(yǎng) 任意兩個 體細胞核 桑椹胚 血清 溫度和ph 胰蛋白酶 11 右圖表示用顯微注射法導(dǎo)入目的基因獲得轉(zhuǎn)基因鼠的過程 據(jù)圖回答 1 培育轉(zhuǎn)基因哺乳動物時 與用早期胚胎細胞相比較 受精卵的優(yōu)勢是 全能性高 能直接發(fā)育形成新個體 2 受精卵可以從供體母鼠體內(nèi)獲得 也可以通過體外受精獲取 若受精卵細胞從供體母鼠體內(nèi)獲得 其基本過程是 首先對供體母鼠用促性腺激素進行處理 再通過自然交配或完成受精 最后從供體母鼠輸卵管中獲得受精卵 若受精卵在體外通過體外受精獲得 其基本操作過程包括 和受精 超數(shù)排卵 人工授精 卵母細胞的采集和培養(yǎng) 或卵母細胞的采集 精子的采集和獲能 或精子的獲取 3 過程 表示受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng) 形成早期胚胎 再移植到受體母鼠體內(nèi) 培養(yǎng)過程中 培養(yǎng)液添加一定量的 以防止雜菌污染 在含有5 co2的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng) co2的主要作用是 4 用顯微注射技術(shù)將目的基因?qū)胧荏w細胞 需要構(gòu)建基因表達載體 目的是 抗生素 維持培養(yǎng)液的ph 使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在 并可以遺傳給下一代 同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用 12 2011福建 一對表現(xiàn)型正常的夫婦 生了一個鐮刀型細胞貧血癥 常染色體隱性遺傳病 患兒 在他們欲生育第二胎時 發(fā)現(xiàn)妻子的雙側(cè)輸卵管完全堵塞 不能完成體內(nèi)受精 醫(yī)生為該夫婦實施了體外受精和產(chǎn)前基因診斷 過程如下圖 請回答 1 過程 是指在體外進行的處理 從而使精子與卵子結(jié)合形成受精卵 過程 稱為 2 在對胎兒進行鐮刀型細胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷時 要先從羊水中的胎兒細胞提取物質(zhì) 進行pcr擴增 然后用mst 對擴增產(chǎn)物進行切割 產(chǎn)生多個片段的酶切產(chǎn)物 據(jù)此判斷 mst 是一種酶 3 不同長度的酶切產(chǎn)物在電泳時移動的速率不同 形成不同的電泳條帶