2014屆新課標(biāo)高考生物總復(fù)習(xí)配套課件：選修3-3

1、專題3胚胎工程一、胚胎工程的概念是指對(duì)動(dòng)物 所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，經(jīng)過處理后獲得的胚胎還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。早期胚胎或配子二、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)四、胚胎工程的應(yīng)用及前景(教師資源備選題庫(kù))1(2013年常州模擬)下列哪一項(xiàng)不是精子、卵細(xì)胞發(fā)生的區(qū)別()A初級(jí)精母細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞的形成時(shí)間BM和M的時(shí)間連續(xù)性C成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形D成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量解析：初級(jí)精母細(xì)胞是雄性動(dòng)物初情期開始后，才由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級(jí)卵母細(xì)胞是在胎兒期性別分化后完成的。精

2、子的產(chǎn)生過程中，M和M是連續(xù)的，而卵細(xì)胞產(chǎn)生通過M形成次級(jí)卵母細(xì)胞，在精子與卵子的結(jié)合過程中才完成M。精子細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細(xì)胞不需要變形。成熟的精子和卵細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，都含有相當(dāng)于親本體細(xì)胞一半的染色體數(shù)目。答案：D2(2013年江蘇鹽城調(diào)研)下列有關(guān)哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述正確的是()A移植用的胚胎一般取桑椹胚或囊胚B滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤是在囊胚期C分割囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)不要求均等D卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加解析：因桑椹胚或囊胚時(shí)期的細(xì)胞未分化，所以移植的胚胎一般取桑椹胚或囊胚；滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤是在原腸胚期；對(duì)囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的分割要

3、求均等；卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目增加，但有機(jī)物總量在不斷減少。答案：A3(2013年金華統(tǒng)考)下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞克隆和胚胎工程的敘述正確的是()A從個(gè)體中分離出單個(gè)組織進(jìn)行培養(yǎng)是細(xì)胞克隆的最基本要求B成纖維細(xì)胞間的膠原纖維可用纖維素酶水解C在人胚胎發(fā)育過程中只有受精卵具有全能性D選擇胚胎干細(xì)胞作為核供體進(jìn)行核移植可提高動(dòng)物克隆的成功率解析：動(dòng)物細(xì)胞克隆不是對(duì)體內(nèi)分離出的體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，而是培養(yǎng)核移植形成的重組細(xì)胞；細(xì)胞間的膠原纖維成分是蛋白質(zhì)，需要用胰蛋白酶處理將細(xì)胞分離；人胚胎發(fā)育過程中，桑椹胚以前的細(xì)胞和囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞也有發(fā)育的全能性；具有全能性的胚胎干細(xì)胞的核全能性更容易表達(dá)，故D正確。

4、答案：D4新疆塔城地區(qū)種牛場(chǎng)成功運(yùn)用胚胎分割技術(shù)，使一頭美國(guó)褐牛順利產(chǎn)下一對(duì)同卵雙胞胎公牛犢。下列關(guān)于胚胎分割技術(shù)敘述正確的是()A胚胎分割可將早期胚胎任意分割成多份B胚胎分割技術(shù)可獲得同卵雙胎或多胎C胚胎分割技術(shù)應(yīng)屬于有性生殖D胚胎分割可以選擇任意時(shí)期的胚胎進(jìn)行解析：胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時(shí)期的胚胎，一般分割成同卵雙胎，并不能任意分割成多份。胚胎分割實(shí)質(zhì)是動(dòng)物無(wú)性繁殖(或克隆)的方法。答案：B5胚胎工程等生物工程技術(shù)正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下面相關(guān)問題：(1)試管嬰兒的奧秘，通俗地說就是改變精子和卵子的相遇方式及場(chǎng)所，通過誘發(fā)_與_在體外培養(yǎng)皿中完成受精作用。(2)用來培養(yǎng)受精卵的營(yíng)

5、養(yǎng)液除水和無(wú)機(jī)鹽以外，還需添加_等物質(zhì)。(3)體外受精及培養(yǎng)過程需在_條件下及無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行。母體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生_，這為胚胎在母體內(nèi)存活提供了可能。(4)為了確保受孕成功常根據(jù)母體年齡及健康狀態(tài)移植_?，F(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別，原因是_。解析：精子只有獲能后才具有受精能力；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中需用有特殊成分動(dòng)物血清；整個(gè)體外過程需要在與母體內(nèi)溫度相同的無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行。為保證胚胎在母體內(nèi)的成活率，通常移植23個(gè)胚胎。答案：(1)超數(shù)排卵獲能的精子(2)維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清(3)37免疫排斥反應(yīng)(4)23個(gè)胚胎可能破壞人類正常性別比例考點(diǎn)一受精與胚胎發(fā)育1體內(nèi)受精與

6、胚胎發(fā)育(1)精子和卵子發(fā)生的比較(2)受精作用受精作用的場(chǎng)所：輸卵管。受精前的準(zhǔn)備階段a精子獲能：精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才獲得受精能力的生理現(xiàn)象。原因解釋：精液由精子和精清(精漿)兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管。b卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力。受精階段四步曲第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使

7、頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進(jìn)入卵黃膜。卵黃膜封閉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)。特別提醒(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是指卵泡從卵巢中排出。(3)受精標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體，而受精完成的標(biāo)志為雌雄原核的融合。(3)胚胎發(fā)育過程起點(diǎn)是受精卵分裂，在輸卵管內(nèi)完成受精作用時(shí)即已開始，直至發(fā)育成為成熟的胎兒。卵裂期的特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂使細(xì)

8、胞數(shù)目增加，但胚胎總體積并不增加或略縮小，因此每個(gè)細(xì)胞的體積會(huì)隨分裂的進(jìn)行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化，細(xì)胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時(shí)期。桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。特別提醒(1)個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)是受精卵的分裂，終點(diǎn)是性成熟個(gè)體的形成。(2)發(fā)育中的細(xì)胞分裂均為有絲分裂，產(chǎn)生的是體細(xì)胞，原腸胚階段是個(gè)體發(fā)育中分化程度最高的階段，但應(yīng)注意細(xì)胞分化貫穿整個(gè)個(gè)體發(fā)育過程中。(3)受精卵是新生命的第一個(gè)細(xì)胞，其全能性最高。細(xì)胞全能性隨發(fā)育的深化而降低。2體外受精與胚胎的早期培養(yǎng)(1)體外受精的原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境(包括營(yíng)養(yǎng)

9、、溫度、pH等)，使初級(jí)卵母細(xì)胞成熟和精子獲能，最終完成受精和胚胎保存。(2)體外受精主要操作步驟卵母細(xì)胞的采集方法一：對(duì)小型動(dòng)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。方法二：對(duì)大型動(dòng)物一般采用從活體的卵巢中吸取卵母細(xì)胞，經(jīng)體外人工培養(yǎng)成熟后與獲能的精子在體外受精。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(dǎo)法。 受精：獲能精子和成熟卵子在共同培養(yǎng)一段時(shí)間后便可受精。(3)胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)的目的：檢測(cè)受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液的成分：水、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動(dòng)物血清等。胚胎去向：

10、冷凍保存、移植到受體動(dòng)物子宮內(nèi)培養(yǎng)。1(2013年濰坊模擬)試管動(dòng)物技術(shù)正廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。請(qǐng)根據(jù)試管牛的生產(chǎn)流程圖回答相關(guān)問題：(1)過程分別表示_、_。(2)對(duì)供體母牛的要求是_，通常母牛每次只排出一枚卵母細(xì)胞，可用_激素對(duì)其進(jìn)行超數(shù)排卵處理。(3)從母牛體內(nèi)獲得的卵母細(xì)胞需要到_(時(shí)期)才能與精子結(jié)合。在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，需要滿足以下條件：_、營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH以及氣體環(huán)境。(4)生產(chǎn)上常用_期的胚胎進(jìn)行進(jìn)程，應(yīng)用試管動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)在于_。解析：培育試管動(dòng)物首先選擇遺傳性能優(yōu)良的母牛，應(yīng)用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理，獲取的卵子培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期進(jìn)行體外受精，等胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚期

11、時(shí)進(jìn)行胚胎移植 。應(yīng)用試管動(dòng)物技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力，短時(shí)間內(nèi)獲得大量?jī)?yōu)良個(gè)體。答案：(1)體外受精胚胎移植(2)遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀促性腺(3)減數(shù)第二次分裂中期無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境(4)桑椹胚(或囊胚)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力考點(diǎn)二克隆動(dòng)物與胚胎移植1試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的比較2.胚胎分割(1)概念：采用機(jī)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(shù)。(2)選擇的胚胎：發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(3)使用的主要儀器：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。(4)特點(diǎn)：后代具有相同的遺傳物質(zhì)。3胚胎移植(1)概念：是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過

12、體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。(2)胚胎移植的基本程序(3)實(shí)質(zhì)：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。(4)優(yōu)勢(shì)：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，從而大大縮短了供體本身的繁殖周期，大大推動(dòng)了畜牧業(yè)的發(fā)展。(5)胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。(6)胚胎移植的意義：加速育種工作和品種改良；大量節(jié)省購(gòu)買種畜的費(fèi)用；一胎多產(chǎn)；保存品種資源和瀕危物種；可充分發(fā)揮優(yōu)秀

13、個(gè)體的繁殖潛能，縮短繁殖周期，增加一生繁殖的后代數(shù)量。 2自然情況下，牛的生育率很低，通過現(xiàn)代科技手段，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請(qǐng)按照提示，回答下列問題：(1)使一頭良種雄性黃牛，在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代，最簡(jiǎn)便的方法是_。(2)現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛，采用胚胎移植的方法，可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。其操作過程中需要用激素對(duì)該良種母牛(供體)和代孕母牛(受體)進(jìn)行_處理；還要用激素使供體母牛_。胚胎收集的過程也叫做_。用于移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到_或_階段。(3)采用試管動(dòng)物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是體外受精和_。體外受精主要包括_、_和

14、_等幾個(gè)主要步驟。解析：(1)通過人工授精的方法，可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進(jìn)行前，首先要對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，同時(shí)還要用激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵；人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。(3)試管動(dòng)物技術(shù)包括體外受精和胚胎早期培養(yǎng)，體外受精又包括精子的采集和獲能、卵母細(xì)胞的采集和受精三個(gè)階段。答案：(1)人工授精(2)同期發(fā)情超數(shù)排卵沖卵桑椹胚囊胚(3)早期胚胎的培養(yǎng)卵母細(xì)胞的采集精子的采集和獲能(精子的獲取)受精考點(diǎn)三干細(xì)胞培養(yǎng)與應(yīng)用分析1概念：(ES細(xì)胞)，是由早期胚胎(囊胚)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出來的一類細(xì)胞。2特點(diǎn)(1)形態(tài)：體積小、細(xì)胞核大、

15、核仁明顯。(2)功能：具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。(3)體外培養(yǎng)ES細(xì)胞可以增殖而不分化。對(duì)它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。3種類4.培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng)、但抑制其分化的一種培養(yǎng)體系，這種體系就是胚胎成纖維細(xì)胞。5培養(yǎng)過程6胚胎干細(xì)胞的主要用途(1)將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)物。(2)基因敲除，獲得移植器官。(3)培育出人造組織器官，用于器官移植。(4)改良創(chuàng)造動(dòng)物新品種。3現(xiàn)在有一個(gè)嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長(zhǎng)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

16、血液中的干細(xì)胞來為其治病，關(guān)于這個(gè)實(shí)例說法正確的是()A用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性B用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個(gè)孩子所有的疾病C如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用到細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)D如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，應(yīng)該長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物解析：用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性。用臍帶血中的干細(xì)胞只能培育出人體的許多器官，用來移植，但不是所有疾病都能治療，如流行性疾病。如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，由于是自身的細(xì)胞培育成的，沒有免疫排斥反應(yīng)，所以

17、不用長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物。答案：C 類型一胚胎移植的概念辨析例1(2013年臺(tái)州模擬)科學(xué)家運(yùn)用胚胎移植技術(shù)培育試管牛時(shí)，首先用激素促進(jìn)良種母牛超數(shù)排卵，然后進(jìn)行體外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宮內(nèi)，孕育成小牛產(chǎn)出。下列分析錯(cuò)誤的是()A供體與受體在胚胎移植前后的生理環(huán)境須保持一致B在胚胎移植前可采用胚胎分割技術(shù)快速繁殖良種牛C運(yùn)用胚胎移植技術(shù)培育的試管牛屬于動(dòng)物克隆范疇D須配制一系列不同成分的培養(yǎng)液以培養(yǎng)不同發(fā)育時(shí)期的胚胎解析胚胎移植是將雌性動(dòng)物的早期胚胎或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚

18、胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程，此過程的胚胎屬有性生殖的產(chǎn)物，克隆是無(wú)性生殖的一種主要手段。答案C類型二胚胎工程的應(yīng)用例2下面是畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法，請(qǐng)分析回答：(1)方法和方法均用到的生物技術(shù)有_和_。(2)用激素處理的目的是使B牛_，從B牛體內(nèi)獲得的卵子需要培養(yǎng)到_(時(shí)期)才能與精子結(jié)合。(3)A牛的精子必須在B牛的生殖道中經(jīng)過相應(yīng)的生理變化后，才能與B牛的卵子結(jié)合，完成受精作用，這個(gè)過程叫_。卵子受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙能夠觀察到_。(4)生產(chǎn)上常用_期的胚胎進(jìn)行胚胎移植。若希望同時(shí)獲得多個(gè)性狀相同的家畜個(gè)體，可以使用_技術(shù)。解析圖示方法中為利用胚胎移植的方法培育試管牛，為克隆牛技術(shù)，兩者均用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)；進(jìn)行體外受精前，要用促性腺激素處理促使B牛超數(shù)排卵，采集卵子后，應(yīng)培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期；精子在受精前要經(jīng)過獲能過程，受精后卵子即可完成分裂進(jìn)程，排出第二極體，所以在透明帶和卵黃膜的間隙中可以看到兩個(gè)極體；為保證移植胚胎的成活率，應(yīng)在囊胚期或桑椹胚期移植，經(jīng)胚胎分割還可獲得多個(gè)性狀相同的個(gè)體。