高考生物一轮复习选修专题胚胎工程课件

16四月2024高考生物一轮复习选修专题胚胎工程网络构建网络构建1.成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。()2.排卵是指卵泡从卵巢中排出。()√×3.胚胎移植时对供体和受体母牛都要进行相同激素处理。()4.卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的()××5.判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。()6.在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割。()√×7.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性。()8.胚胎分割的份数越多,操作技术的难度越大,移植的成功率越低。()×√易错辨析考点一

体内受精和早期胚胎发育

1.精子和卵子的发生(1)比较:项目精子的发生卵子的发生不同点场所睾丸的曲细精管卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)时间初情期到生殖机能衰退①卵泡的形成和在卵巢内的储备:出生前(即胎儿时期)②排卵:初情期核心归纳项目精子的发生卵子的发生不同点过程项目精子的发生卵子的发生不同点特点①减数第一次分裂和减数第二次分裂连续②需要变形①减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续②不需要变形相同点①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂;成熟过程均经一次复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半(2)卵子发生的主要特点:①初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后,产生一个次级卵母细胞和一个第一极体。②当精子与卵子结合时,次级卵母细胞进行减数第二次分裂形成卵子和第二极体。③防止多精子入卵的机制:a.第一道屏障:透明带反应。b.第二道屏障:卵细胞膜反应。2.受精第一步: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子入卵受精的第一道屏障。第二步:精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精子入卵受精的第二道屏障。第三步:原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步:配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。3.早期胚胎发育(1)受精卵:个体发育的起点。(2)卵裂期:①分裂方式为有丝分裂。②细胞体积缩小。③细胞数量增加。④胚胎总体积不变或略有缩小。(3)桑椹胚:①细胞数目在32个左右。②细胞未分化,属于全能细胞。(4)囊胚:①内细胞团→胎儿的各种组织。②滋养层→胎盘和胎膜。(5)原肠胚:出现外胚层、内胚层和原肠腔。受精的标志≠受精完成的标志受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。

特别提醒【例】如图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答下列问题。(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有

______和

。(2)用激素处理的目的是使B牛

,从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到

(时期)才能与精子结合。(3)A牛的精子要与B牛的卵细胞结合,完成受精作用,必须先。卵子受精的标志是

。(4)生产上常用

期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体,可以使用

技术。动物细胞培养胚胎移植超数排卵减数第二次分裂中期获能在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体桑椹胚或囊胚胚胎分割(1)题中E牛和F牛的性状是否完全相同?提示:不完全相同,E牛的性状来源于A牛和B牛,而F牛的性状几乎全部来源于C牛。(2)题中还运用了哪些生物技术?提示:体外受精、核移植。延伸探究【变式训练】请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题:(1)精子细胞经变形后,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。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明

已完成。顶体酶初级中卵子受精(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

,经人工授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

。(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,可对发育到桑椹胚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期保存,应将其置于

条件下。生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择透过性胚胎分割-196℃的液氮考点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:①实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等:用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。②大家畜或大型动物:从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,然后在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。②精子体外获能的方法:主要有培养法(啮齿动物、家兔、猪等，放入人工配制的获能液)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能)。(3)体外受精:获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。2.早期胚胎发育(1)过程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。(2)每个阶段的具体特点和体内早期胚胎发育相同。(1)获得精子和卵子后,两者并不立即在体外结合:需要对精子进行获能处理,并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。(2)胚胎发育的过程中,细胞的全能性并非完全相同,桑椹胚具有全能性,囊胚是开始分化的阶段,原肠胚时期已出现高度分化。

特别提醒【例】(2011·浙江高考改编)培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题。(1)甲过程为

,其过程中可通过给母山羊注射

使其超数排卵。(2)乙过程为

和

。(3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同,乙过程的培养液为

或专用的受精培养液,丙过程的培养液为

。(4)丁过程是

,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。卵母细胞的采集促性腺激素精子获能受精获能培养液发育培养液胚胎移植考点三胚胎移植和胚胎分割

1.胚胎移植的实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,胚胎本身的遗传物质并不发生改变。2.影响胚胎移植成功率的两个重要条件(1)要在同种动物之间进行移植,“同种”是指“同一物种”。(2)供、受体生理状态要相同:①供、受体母畜的发情时间一致;②胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。3.胚胎移植的时间(1)不同动物其胚胎移植的时间不同。(2)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8～16个细胞阶段移植。(3)几乎所有动物都不能在原肠胚阶段移植,因为此时胚胎细胞分化程度高,移植成功率很低。4.胚胎分割(1)理论基础:细胞的全能性。(2)材料选择:发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(3)囊胚期分割要求:内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)意义:加快繁殖速度,是动物无性繁殖或克隆的方法之一,其他克隆方法还有核移植。【例】胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是

;从良种公牛采集的精子需

后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供

气体以维持

。(3)图中过程A称为

,它在胚胎工程中的意义在于

。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是

;获得转基因母牛后,如果

,即说明目的基因已经表达。答案:(1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH(3)胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)【变式训练】自然情况下,牛的生育率很低,通过现代科技手段,可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示,回答下列问题:(1)使一头良种雌性黄牛,在一年内繁殖数百头后代,最简便的方法有

。(2)现有一头良种雌性黄牛,采用胚胎移植的方法,可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中用激素使供体母牛

。胚胎收集的过程也叫做

。用于移植的胚胎应发育到

或

阶段。(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和

。答案:(1)人工授精、胚胎分割、胚胎移植(2)超数排卵冲卵桑椹胚囊胚(3)早期胚胎的培养1.胚胎干细胞的特性(1)形态:体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能:具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(3)在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。考点四胚胎干细胞2.胚胎干细胞的主要用途(1)可用于研究哺乳动物个体的发生和发育规律。(2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。(3)可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合征、少年糖尿病等。(4)利用其可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(5)通过胚胎干细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。【例】如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至

期的内细胞团或胎儿的

中分离得到的一类细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是

。在体外培养条件下,培养液中加入

因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因

的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移