高三生物 第 3 講　胚胎工程復(fù)習(xí)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(diǎn)一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 高頻考點(diǎn)突破 3 2 受精作用 準(zhǔn)備階段1 精子獲能剛剛排出的精子 必須在雌性動(dòng)物的生殖道中經(jīng)歷一段時(shí)間 發(fā)生相應(yīng)的生理變化后 才能獲得受精能力 此過程叫精子獲能 準(zhǔn)備階段2 卵子的準(zhǔn)備動(dòng)物排出的卵子都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟 當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí) 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(yīng) 釋放頂體酶 溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì) 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(yīng) b 進(jìn)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(jié)合精子入卵 尾部脫離 原有核膜破裂 同時(shí) 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(biāo)志 在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí) 說明卵子已經(jīng)完成了受精 4 胚胎發(fā)育過程中 細(xì)胞開始出現(xiàn)分化的階段是囊胚 8 對(duì)位訓(xùn)練 1 2012 山西大學(xué)附中月考 下列關(guān)于受精過程的敘述錯(cuò)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(jìn)入放射冠b 透明帶反應(yīng)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(shí) 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(shí) 哺乳動(dòng)物的受精過程主要包括 精子穿越放射冠和透明帶 進(jìn)入卵黃膜 原核結(jié)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(jìn)入透明帶 當(dāng)精子接觸卵黃膜的瞬間 會(huì)產(chǎn)生透明帶反應(yīng) 阻止多個(gè)精子進(jìn)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(shí)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(dòng)物受精后不久 受精卵開始進(jìn)行細(xì)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(gè)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(shí)期示意圖 下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 11 a 圖中 依次為透明帶 滋養(yǎng)層 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)b 高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開始于圖示時(shí)期 終止于生命結(jié)束c 胚胎從 中伸展出來的過程叫做孵化d 進(jìn)行胚胎分割時(shí) 應(yīng)選擇圖示時(shí)期之后的胚胎進(jìn)行 12 解析本題考查早期胚胎發(fā)育的有關(guān)知識(shí) 本題圖示為囊胚期 高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開始于囊胚期 終止于生命結(jié)束 后來囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大 會(huì)導(dǎo)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(jìn)行胚胎分割時(shí) 應(yīng)選擇桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行 所以d錯(cuò)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(diǎn)二 胚胎工程的應(yīng)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(shí)的胚胎應(yīng)處于桑椹胚期或囊胚期 4 胚胎移植 方法有手術(shù)法和非手術(shù)法 5 移植后的檢查 這是第二次檢查 對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查 16 2 胚胎分割 1 概念 胚胎分割是指采用機(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 所需儀器設(shè)備 實(shí)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(jìn)行分割 17 特別提醒 1 沖卵的本質(zhì)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(jìn)行移植 3 胚胎移植后一定要對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查 4 對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí) 要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分發(fā)育能力強(qiáng) 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(huì)越大 移植的成功率就越低 18 對(duì)位訓(xùn)練 3 2012 廣東珠海一模 供 受體母牛選擇好后 要用激素進(jìn)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(shí)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(xì)胞和精子受精結(jié)合能力強(qiáng) 19 解析對(duì)供體和受體同時(shí)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(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機(jī) 如圖為經(jīng)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)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(xì)胞可以從母體中直接獲取 但在受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理b 進(jìn)行胚胎分割時(shí) 應(yīng)選擇發(fā)育到原腸胚時(shí)期的胚胎進(jìn)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(chǔ)是受體子宮對(duì)外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng) 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(jié)合的能力 進(jìn)行胚胎分割時(shí) 應(yīng)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作 進(jìn)行胚胎分割時(shí) 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(jìn)行胚胎移植 答案d 23 1 概念 哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡稱es或ek細(xì)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(xì)胞 2 分離途徑 考點(diǎn)三 胚胎干細(xì)胞 24 3 應(yīng)用es細(xì)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(chǔ)生物學(xué) 畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值 1 es細(xì)胞可用于治療人類的某些頑癥 利用es細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性 移植es細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能 25 2 用于器官移植 通過es細(xì)胞體外誘導(dǎo)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(xì)胞是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料 為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段 4 es細(xì)胞可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究 26 特別提醒 1 胚胎干細(xì)胞可分為全能干細(xì)胞 多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞 2 es細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)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(dǎo)因子 如牛黃酸 丁酰環(huán)腺苷酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí) 就可以誘導(dǎo)es細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化 27 對(duì)位訓(xùn)練 5 2012 江蘇南通二模 下圖表示利用胚胎干細(xì)胞 es細(xì)胞 所作的一系列研究 請(qǐng)據(jù)圖分析回答 28 1 過程i將胚胎干細(xì)胞置于 射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上 并加入動(dòng)物血清 抗生素等物質(zhì) 維持細(xì)胞不分化的狀態(tài) 在此過程中 飼養(yǎng)層提供干細(xì)胞增殖所需的 加入抗生素是為了 這對(duì)于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義 2 過程 將帶有遺傳標(biāo)記的es細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔 通過組織化學(xué)染色 用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間 發(fā)育過程以及影響的因素 這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有 的特點(diǎn) 在哺乳動(dòng)物早期發(fā)育過程中 囊胚的后一個(gè)階段是 29 3 過程 中目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞最常用的方法是 將目的基因轉(zhuǎn)入胚胎干細(xì)胞前需構(gòu)建基因表達(dá)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(shí)驗(yàn)時(shí) 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(xì)胞使用的物質(zhì)主要是飼養(yǎng)層和動(dòng)物血清等 說明飼養(yǎng)層主要是給胚胎干細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì) 抗生素能殺細(xì)菌 在細(xì)胞培養(yǎng)中加入抗生素能防止雜菌污染 2 胚胎干細(xì)胞能發(fā)育成該動(dòng)物的各種器官 說明具有發(fā)育的全能性 囊胚的后一個(gè)階段是原腸胚 3 將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)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(xì)胞免疫 細(xì)胞免疫主要和胸腺中發(fā)育成熟的t細(xì)胞有關(guān) 31 答案 1 營養(yǎng)物質(zhì)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(xì)胞中穩(wěn)定存在 并且可以傳給下一代 同時(shí) 使目的基因能夠發(fā)揮作用 4 去除胸腺 不能形成t細(xì)胞 不發(fā)生細(xì)胞免疫 使移植組織細(xì)胞不會(huì)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(zhuǎn)基因動(dòng)物模型常用于致病機(jī)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(zhuǎn)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(yàn) 一 胚胎工程和基因工程的綜合考查 33 34 1 卵母細(xì)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(guān)基因作為 質(zhì)粒作為 二者需用 切割后連接成重組載體 該過程與質(zhì)粒上含有 有關(guān) 3 子代大鼠如果 和 即可分別在分子水平和個(gè)體水平上說明高血壓相關(guān)基因已成功表達(dá) 然后可用其建立高血壓轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型 4 在上述轉(zhuǎn)基因大鼠的培育過程中 所用到的主要胚胎工程技術(shù)有 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 35 解析 1 對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大鼠 如果是從活體輸卵管中采集的卵母細(xì)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(xì)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(guān)基因作為目的基因 質(zhì)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(zhì)粒上有限制酶切割位點(diǎn)有關(guān) 3 若在子代大鼠的體內(nèi)檢測(cè)出與高血壓相關(guān)的蛋白質(zhì) 則從分子水平上說明高血壓相關(guān)基 36 因已成功表達(dá) 若子代大鼠的血壓升高 則從個(gè)體水平上說明高血壓相關(guān)基因已成功表達(dá) 4 在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育過程中 需要用到的胚胎工程技術(shù)主要有體外受精技術(shù) 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(diǎn) 3 檢測(cè)到體內(nèi)有相關(guān)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(dòng)物的胚胎干細(xì)胞及其分化的示意圖 請(qǐng)回答 二 胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)及應(yīng)用 38 1 胚胎干細(xì)胞是從動(dòng)物胚胎發(fā)育至 期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的 中分離得到的一類細(xì)胞 2 圖中分化程度最低的干細(xì)胞是 在體外培養(yǎng)條件下 培養(yǎng)液中加入 因子 可誘導(dǎo)該種干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化 3 在機(jī)體內(nèi) 皮膚干細(xì)胞分化成皮膚細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞中基因 的結(jié)果 4 某患者不能產(chǎn)生正常的白細(xì)胞 通過骨髓移植可以達(dá)到治療的目的 骨髓移植的實(shí)質(zhì)是將圖中的 細(xì)胞移植到患者體內(nèi) 39 5 若要克隆某種哺乳動(dòng)物 從理論上分析 上述紅細(xì)胞 白細(xì)胞 皮膚細(xì)胞 神經(jīng)細(xì)胞中不能選用作為供體的細(xì)胞是成熟的 其原因是 6 若某藥物可抑制肝腫瘤細(xì)胞dna的復(fù)制 使用該藥物可使肝腫瘤細(xì)胞停留于細(xì)胞周期的 期 7 在制備單克隆抗體過程中的細(xì)胞融合階段 用 細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合 經(jīng)多次篩選最終得到能分泌 的雜交瘤細(xì)胞 40 解析 1 胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或胎兒原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞 囊胚階段細(xì)胞開始分化為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞 2 圖中分化程度最低的干細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞 全能性最高 在體外培養(yǎng)條件下 要想將該種干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成不同類型的組織細(xì)胞 須向培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子 3 細(xì)胞分化是細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 4 骨髓是人體的造血組織 存在造血干細(xì)胞 骨髓移植的實(shí)質(zhì)是將造血干細(xì)胞移植到患者體內(nèi) 5 克隆某種哺乳動(dòng)物需要供體提供細(xì)胞核 而成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核 所以不能作為供體 6 細(xì)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(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 7 單克隆抗體制備過程中的細(xì)胞融合階段 用b淋巴細(xì)胞與骨髓細(xì)胞融合 經(jīng)篩選最終得到能分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞 答案 1 囊胚原始性腺細(xì)胞 2 胚胎干細(xì)胞分化誘導(dǎo) 3 選擇性表達(dá) 4 造血干 5 紅細(xì)胞細(xì)胞中無細(xì)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(gè)細(xì)胞體積 所有細(xì)胞體積之和 有機(jī)物總量的變化趨勢(shì) 橫坐標(biāo)為發(fā)育時(shí)間 其中正確的是 易誤警示 一 對(duì)卵裂階段物質(zhì)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(jìn)行有絲分裂的過程 其間dna不斷復(fù)制 總含量必然增加 這一過程中雖然細(xì)胞數(shù)量不斷增多 但細(xì)胞生長卻并不明顯 因此隨著細(xì)胞的分裂 每個(gè)細(xì)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(jī)物 胚內(nèi)有機(jī)物卻隨呼吸作用等生理過程不斷消耗 由此 4個(gè)坐標(biāo)圖中 dna總量和 每個(gè)細(xì)胞體積的表示正確 a 45 糾錯(cuò)筆記 1 卵裂階段的細(xì)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(gè)細(xì)胞體積減少 3 伴隨細(xì)胞分裂 細(xì)胞數(shù)目增多 總dna含量增多 但每個(gè)細(xì)胞中dna含量保持相對(duì)穩(wěn)定 4 該過程中有機(jī)物總量減少 因?yàn)橐恢焙粑牡粡耐饨缥?46 典例2 2012 濟(jì)南一模 克隆羊的成功轟動(dòng)世界 它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎(chǔ) 而且解決了器官移植中供體不足的問題 但同時(shí)也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題 圖為人類對(duì)克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用 請(qǐng)據(jù)圖回答 二 試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物易于混