【优化方案】2012高考生物总复习 第三章胚胎工程课件 浙科版选修3.ppt

第三章第三章 胚胎工程胚胎工程 高频考点突破高频考点突破基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析即时达标训练即时达标训练第第三三章章 胚胚胎胎工工程程基础自主梳理基础自主梳理一、从受精卵一、从受精卵谈谈起起1受精作用受精作用(1)概概念念：成成熟熟的的精精子子和和卵卵细细胞胞融融合合成成为为_的的过过程。程。(2)过过程：包括精卵程：包括精卵识别识别、精子附着于卵膜、精子附着于卵膜、_等几个等几个过过程。程。(3)同同种种动动物物精精卵卵才才能能结结合合的的原原因因之之一一：同同种种动动物物精子、卵精子、卵细细胞表面有特异性胞表面有特异性_的蛋白。的蛋白。受精卵受精卵精卵精卵质质膜融合膜融合相互相互识别识别2胚胎胚胎发发育的育的过过程程(1)个体个体发发育起点：育起点：_。(2)受精卵受精卵进进行的行的细细胞分裂方式是胞分裂方式是_。(3)胚胎胚胎发发育各育各时时期的特点期的特点卵卵裂裂期期：随随着着卵卵裂裂球球细细胞胞数数目目的的增增加加，细细胞胞体体积积逐逐渐渐减减小小；当当卵卵裂裂球球含含28个个细细胞胞时时，其其中中的的每每个个细细胞都具有胞都具有_。受精卵受精卵有有丝丝分裂分裂全能性全能性囊囊胚胚期期：中中间间有有空空腔腔，即即_；外外表表为为扁扁平平细细胞胞，称称为为滋滋养养层层，将将来来发发育育成成胚胚胎胎的的附附属属结结构构或或胚胚外外结结构构(如如胚胚盘盘)；囊囊胚胚内内细细胞胞团团的的细细胞胞为为胚胚胎胎干干细细胞胞，是是具具有有_的的细细胞胞，能能分分化化出出成成体体动动物的所有物的所有组织组织和器官。和器官。原原肠肠胚胚期期：具具有有三三个个胚胚层层，分分别别是是外外胚胚层层、中中胚胚层层、内内胚胚层层，并并逐逐渐渐分分化化形形成成各各种种器器官官原原基基，中中间间有空腔，即有空腔，即_。囊胚腔囊胚腔全能性全能性原原肠肠腔腔(4)组织组织器官分化器官分化二、胚胎工程二、胚胎工程1研研究究对对象象：主主要要限限定定于于_，特特别别是哺乳是哺乳动动物。物。2研研究究的的重重点点内内容容：体体外外受受精精、胚胚胎胎体体外外培培养养、胚胚胎胎移移植植、胚胚胎胎分分割割、胚胚胎胎干干细细胞胞的的培培养养等。等。高等脊椎高等脊椎动动物物(1)体外受精体外受精概概念念：采采取取雌雌性性动动物物的的卵卵细细胞胞和和雄雄性性动动物物的的精精子，使其在子，使其在_中受精。中受精。过过程程：从从附附睾睾中中取取出出成成熟熟的的精精子子，在在培培养养液液中中使使其其达达到到获获能能状状态态；从从_中中获获得得未未成成熟熟的的卵卵细细胞胞，在在体体外外培培养养促促进进其其成成熟熟，最最常常用用的的方方法法是是卵卵巢巢经经过过超超数数排排卵卵处处理理后后，插插入入穿穿刺刺针针吸吸取取卵卵泡泡液液(连连同同卵卵母母细细胞胞)取取出出；获获能能的的精精子子和和成成熟熟后后的的_在在体体外外适适合合的的环环境境下下共共同同培养一段培养一段时间时间，便可受精。，便可受精。试试管管卵巢卵巢卵卵细细胞胞(2)胚胎体外培养胚胎体外培养定定义义：指指应应用用人人工工创创造造的的环环境境，对对获获取取的的早早期期胚胎胚胎进进行体外培养。行体外培养。特特点点：必必须须配配置置一一系系列列_的的培培养养液液，以用于胚胎不同以用于胚胎不同时时期生理代期生理代谢谢的需要。的需要。局局限限性性：由由于于哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎发发育育条条件件异异常常复复杂杂，因因此此，目目前前只只能能对对少少数数物物种种不不同同阶阶段段的的胚胚胎胎进进行行培培养养，尚尚无无从从受受精精卵卵到到新新生生儿儿的的全全体体外外胚胚胎胎培养技培养技术术。含不同成分含不同成分(3)胚胎移植胚胎移植定定义义：是指将：是指将经济经济价价值较值较高、高、遗传遗传性状性状_的母畜，的母畜，经过经过_处处理，使其理，使其_后受精，然后将后受精，然后将发发育的早期胚胎分育的早期胚胎分别别移植到移植到_的代孕母的子的代孕母的子宫宫内，通内，通过过代孕母代孕母妊娠妊娠产产仔的技仔的技术术。优优良良激素激素超数排卵超数排卵同期同期发发情情原因：由于无法进行全体外胚胎培养。原因：由于无法进行全体外胚胎培养。过程：一头母畜发情排卵并经配种后，在一定时过程：一头母畜发情排卵并经配种后，在一定时间内从其生殖器官中取出间内从其生殖器官中取出_，然后把它们，然后把它们分别移植到另一头与供体同时发情排卵、但未经分别移植到另一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜的相应部位。配种的母畜的相应部位。优点：可以充分发挥雌性优良个体的优点：可以充分发挥雌性优良个体的_能力。能力。供体的职能：专门产生具有优良遗传特性的供体的职能：专门产生具有优良遗传特性的_。受体的职能：担任繁重而漫长的受体的职能：担任繁重而漫长的_的的任务。任务。早期胚胎早期胚胎繁殖繁殖早期胚胎早期胚胎妊娠和育仔妊娠和育仔(4)胚胎分割胚胎分割定定义义：是是指指借借助助显显微微操操作作技技术术将将_切切割割成成几几等等份份，再再移移植植到到代代孕孕母母子子宫宫中中发发育育，产产生生同同卵多仔后代的技卵多仔后代的技术术。基基本本步步骤骤：在在显显微微镜镜下下用用切切割割针针或或者者切切割割刀刀把把_分分割割开开，或或者者用用酶酶处处理理等等方方式式将将卵卵裂裂球球中中的的细细胞胞分分散散开开；分分割割的的胚胚胎胎或或细细胞胞直直接接移移植植给给受受体体，或或在在体体外外培培养养到到囊囊胚胚阶阶段段，再再移移植植到到受受体体内内着床着床发发育。育。优优点点：可可以以成成倍倍增增加加胚胚胎胎数数量量，是是一一种种快快速速繁繁殖殖良种畜的方法。良种畜的方法。早期胚胎早期胚胎胚胎胚胎(5)胚胎干胚胎干细细胞胞定定义义：当当受受精精卵卵分分裂裂发发育育到到_(囊囊胚胚)时时，内，内细细胞胞团团的的细细胞胞为为胚胎干胚胎干细细胞。胞。胚胚胎胎干干细细胞胞的的特特点点：未未分分化化，具具有有发发育育全全能能性性和和二二倍倍体体核核型型，能能被被诱诱导导分分化化为为机机体体几几乎乎所所有有的的细细胞胞类类型。型。胚胚胎胎干干细细胞胞的的培培养养过过程程：将将干干细细胞胞放放在在含含有有一一层层饲饲养养层层的的培培养养基基上上培培养养；等等内内细细胞胞团团突突出出饲饲养养层层外外，用用酶酶消消化化或或机机械械剥剥离离内内细细胞胞团团；将将内内细细胞胞团团用用酶酶消化成消化成单单个个细细胞，置于新胞，置于新鲜鲜培养液中培养。培养液中培养。早期胚胎早期胚胎培培养养胚胚胎胎干干细细胞胞的的关关键键：具具备备一一种种必必须须能能促促进进胚胚胎干胎干细细胞胞_，同，同时时抑制其分化的培养体系。抑制其分化的培养体系。胚胚胎胎干干细细胞胞核核移移植植：是是指指把把_移移植植到到去去核核的的卵卵细细胞胞中中，经经过过胚胚激激活活、胚胚胎胎培培养养、胚胚胎移植后直接由受体完成克隆胎移植后直接由受体完成克隆动动物的技物的技术术。干干细细胞胞研研究究的的重重要要作作用用：可可以以进进行行基基因因敲敲除除，获获得得基基因因敲敲除除的的动动物物；可可以以转转变变为为人人体体的的任任何何一一种种细细胞胞和和组组织织；可可以以在在试试管管中中改改良良并并创创造造动动物物新新品品种。种。生生长长胚胎干胚胎干细细胞核胞核思考感悟思考感悟胚胚胎胎工工程程在在拯拯救救濒濒危危动动物物、家家畜畜良良种种的的繁繁育育和和推广中的作用是什么？推广中的作用是什么？【提示提示】加快繁育速度。加快繁育速度。高频考点突破高频考点突破考点一考点一受精作用及胚胎发育过程受精作用及胚胎发育过程1受受精精作作用用：成成熟熟的的精精卵卵融融合合成成为为受受精精卵卵的的过过程程称称为为受受精精，该该过过程程包包括括精精卵卵识识别别、精精子子附着于卵膜、精卵附着于卵膜、精卵质质膜融合等几个膜融合等几个过过程。程。2胚胎胚胎发发育育受精卵受精卵发发育成幼体的育成幼体的过过程程受精卵：胚胎受精卵：胚胎发发育的起点育的起点幼体幼体【易易误误警警示示】受受精精卵卵的的前前两两次次卵卵裂裂为为纵纵裂裂(沿沿卵卵轴轴方方向向)，第第三三次次卵卵裂裂为为横横裂裂(与与卵卵轴轴垂垂直直)，且且卵卵裂裂面面偏偏向向上上方方，故故经经三三次次卵卵裂裂后后可可形形成成上上面面4个个较较小，下面小，下面4个含个含较较大的大的8细细胞胚。胞胚。解解析析：选选D。原原肠肠胚胚的的特特征征是是具具有有三三个个胚胚层层，有有缩缩小小的的囊囊胚胚腔腔，有有原原肠肠腔腔。原原肠肠胚胚的的形形成成过过程程中中伴伴随随着着细细胞胞分分裂裂，细细胞胞数数目目增增多多，而而每每个个细细胞胞内内遗遗传传物物质质的的量量在在分分裂裂前前后后都都相相等等，所所以以随随着着细细胞胞分分裂裂，DNA总总量量增增加加。原原肠肠胚胚发发育育形形成成各各种种组组织织和和器器官官，这这是是细细胞胞分分化化，细细胞胞分分化化的的实实质质是是基基因因的的选选择择性性表表达达。在在胚胚胎胎早早期期发发育育过过程程中中，营营养养全全部部来来自自受受精精卵卵，无无法法从从外外界界获获得得，随随着着生生命命活活动动消耗的增加，有机物的消耗的增加，有机物的总总量是减少的。量是减少的。考点二考点二胚胎工程胚胎工程1体外受精和胚胎体外培养体外受精和胚胎体外培养2胚胎移植培育流程胚胎移植培育流程【易易误误警警示示】胚胚胎胎移移植植实实际际上上是是早早期期胚胚胎胎在在相相同同环环境境条条件件下下空空间间位位置置的的转转移移，而而胚胚胎胎本本身身的的遗遗传传物物质质并并不不发发生生改改变变，因因此此均均能能保保持持其其原原来来的的各种各种优优良性状。良性状。胚胚胎胎移移植植的的最最适适宜宜时时期期为为囊囊胚胚期期，促促进进雌雌性性个个体超数排卵的激素主要是促性腺激素。体超数排卵的激素主要是促性腺激素。3胚胎分割的流程胚胎分割的流程即即时应时应用用(随学随随学随练练，轻轻松松夺夺冠冠)2胚胚胎胎分分割割是是一一种种现现代代生生物物技技术术，关关于于这这一一技技术术的叙述正确的是的叙述正确的是()A胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份B胚胎分割技胚胎分割技术术可以可以获获得同卵双胎或多胎得同卵双胎或多胎C胚胚胎胎分分割割技技术术属属于于有有性性生生殖殖方方式式，因因此此不不属属于于克隆克隆D胚胎分割技胚胎分割技术术可以分割任意可以分割任意时时期胚胎期胚胎解解析析：选选B。胚胚胎胎分分割割常常选选择择桑桑椹椹胚胚或或囊囊胚胚时时期期的的胚胚胎胎，一一般般分分割割成成同同卵卵双双胎胎，并并不不能能任任意意分分割割成成多多份份。胚胚胎胎分分割割可可以以看看作作是是动动物物无无性性繁繁殖殖克克隆隆的的方法。方法。考点考点三三胚胎干胚胎干细细胞胞(ES细细胞胞)的培养的培养1概概念念：是是由由早早期期胚胚胎胎(囊囊胚胚)的的内内细细胞胞团团分分离离出来的一出来的一类细类细胞。胞。2特点特点(1)形形态态：体：体积积小、小、细细胞核大、核仁明胞核大、核仁明显显。(2)功功能能：具具有有发发育育的的全全能能性性，可可分分化化为为成成年年动动物体内任何一种物体内任何一种组织细组织细胞。胞。(3)体体外外培培养养ES细细胞胞可可以以增增殖殖而而不不分分化化。对对它它可可以以进进行冷行冷冻冻保存，也可以保存，也可以进进行行遗传遗传改造。改造。3种种类类类别类别来源或举例来源或举例特点特点全能干细胞全能干细胞桑椹胚或囊胚及桑椹胚或囊胚及以前阶段的细胞以前阶段的细胞能发育成完整个能发育成完整个体体多能干细胞多能干细胞(胚胎干细胞胚胎干细胞)内细胞团细胞、内细胞团细胞、原始性腺细胞分原始性腺细胞分离离能分化出动物体能分化出动物体内的任何组织内的任何组织专能干细胞专能干细胞(成体干细胞成体干细胞)骨髓干细胞、皮骨髓干细胞、皮肤生发层细胞肤生发层细胞能分化出特定的能分化出特定的组织组织4.培培养养关关键键：需需要要一一种种能能促促进进胚胚胎胎干干细细胞胞的的生生长长，但但抑抑制制其其分分化化的的培培养养体体系系，这这种种体体系系就是胚胎成就是胚胎成纤维细纤维细胞。胞。5培养培养过过程程6胚胎干胚胎干细细胞的主要用途胞的主要用途(1)将将胚胚胎胎干干细细胞胞核核移移植植到到去去核核的的卵卵细细胞胞中中，经经过过胚胚激激活活、胚胚胎胎培培养养、胚胚胎胎移移植植后后由由受受体体产产生生克隆克隆动动物，操作流程如下：物，操作流程如下：(2)基因敲除，基因敲除，获获得移植器官。得移植器官。(3)培育出人造培育出人造组织组织器官，用于器官移植。器官，用于器官移植。(4)改良改良创创造造动动物新品种。物新品种。即即时应时应用用(随学随随学随练练，轻轻松松夺夺冠冠)3现现在在有有一一个个婴婴儿儿在在出出生生后后医医院院为为他他保保留留了了脐脐带带血血，在在以以后后他他生生长长发发育育过过程程中中如如果果出出现现了了某某种种难难治治疗疗的的疾疾病病，就就可可以以通通过过血血液液中中的的干干细细胞胞来来为为其其治病，关于治病，关于这这个个实实例例说说法正确的是法正确的是()A用用干干细细胞胞培培育育出出人人体体需需要要的的器器官官用用来来移移植植治治病病，需要激需要激发细发细胞的所有全能性胞的所有全能性B用用脐脐带带血血中中的的干干细细胞胞能能够够治治疗疗这这个个孩孩子子所所有有的的疾病疾病C如如果果要要移移植植用用他他的的干干细细胞胞培培育育出出的的器器官官，需需要要用到用到细细胞培养技胞培养技术术D如如果果要要移移植植用用他他的的干干细细胞胞培培育育出出的的器器官官，应应该该要要长长期期给给他使用免疫抑制他使用免疫抑制药药物物解解析析：选选C。用用干干细细胞胞培培育育出出人人体体需需要要的的器器官官用用来来移移植植治治病病，不不需需要要激激发发细细胞胞的的所所有有全全能能性性。用用脐脐带带血血中中的的干干细细胞胞能能培培育育出出人人体体的的许许多多器器官官，用用来来移移植植，但但不不是是所所有有疾疾病病都都能能治治疗疗，如如：流流行行性性疾疾病病。如如果果要要移移植植用用他他的的干干细细胞胞培培育育出出的的器器官官，需需要要用用到到细细胞胞培培养养技技术术，然然后后分分化化成成器器官官。如如果果要要移移植植用用他他的的干干细细胞胞培培育育出出的的器器官官，由由于于是是自自身身的的细细胞胞培培育育成成的的，没没有有免免疫疫排排斥斥反反应应，所所以以不不用用长长期期给给他使用免疫抑制他使用免疫抑制药药物。物。命题视角剖析命题视角剖析视视角角1 紧紧扣教材重点扣教材重点胚胎的胚胎的发发育育下下列列关关于于哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎发发育育和和胚胚胎胎工工程程的的叙述，正确的是叙述，正确的是()A卵卵裂裂期期胚胚胎胎中中细细胞胞数数目目和和有有机机物物总总量量在在不不断断增增加加B胚胎分割胚胎分割时时需将原需将原肠肠胚的内胚的内细细胞胞团团均等分割均等分割C胚胚胎胎干干细细胞胞具具有有细细胞胞核核大大、核核仁仁小小和和蛋蛋白白质质合合成旺盛的特点成旺盛的特点D胚胚胎胎干干细细胞胞是是一一类类未未分分化化的的细细胞胞，可可从从早早期期胚胚胎中分离胎中分离获获取取例例例例1 1【尝试尝试解答解答】D【解析解析】下面通下面通过过表格，表格，对对各各项项逐一分析：逐一分析：选项判断选项判断详细分析详细分析A项错误项错误卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物逐渐消耗而减少数目增多但有机物逐渐消耗而减少B项错误项错误 内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的C项错误项错误胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞，具胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞，具有细胞核大，核仁大等明显的特点有细胞核大，核仁大等明显的特点D项正确项正确 胚胎干细胞可从内细胞团获取胚胎干细胞可从内细胞团获取【探探规规寻寻律律】(1)受受精精卵卵及及卵卵裂裂球球细细胞胞都都具具有有全能性。全能性。(2)囊囊胚胚内内细细胞胞团团细细胞胞是是胚胚胎胎干干细细胞胞，具具有有全全能能性。性。(3)原原肠肠胚胚细细胞已胞已发发生分化，生分化，细细胞全能性降低。胞全能性降低。变变式式训训练练(2011年年宁宁波波第第一一次次模模拟拟)下下列列有有关关叙叙述述错误错误的是的是()A胚胎干胚胎干细细胞具有胞具有发发育全能性育全能性B高高等等动动物物的的胚胚胎胎发发育育是是指指从从受受精精卵卵发发育育到到幼幼体体的的过过程程C上上图图是是胚胚胎胎发发育育过过程程中中的的囊囊胚胚期期示示意意图图，其其中中为为内内细细胞胞团细团细胞胞D进进行胚胎分割行胚胎分割时时，应选择应选择原原肠肠胚期的胚胎胚期的胚胎进进行行解解析析：选选D。胚胚胎胎分分割割时时，应应选选择择桑桑椹椹胚胚或或囊囊胚胚期期的胚胎的胚胎进进行。行。视视角角2 洞察高考洞察高考热热点点胚胎工程的胚胎工程的应应用用(2010年年高高考考山山东东卷卷)胚胚胎胎工工程程是是一一项项综综合合性性的的动动物物繁繁育育技技术术，可可在在畜畜牧牧业业和和制制药药业业等等领领域域发发挥挥重重要要作作用用。下下图图是是通通过过胚胚胎胎工工程程培培育育试试管管牛的牛的过过程。程。例例例例2 2(1)从从良良种种母母牛牛采采集集的的卵卵母母细细胞胞，都都需需要要进进行行体体外外培培养养，其其目目的的是是_；从从良良种种公公牛牛采采集集的的精精子子需需_后后才才能能进进行行受受精作用。精作用。(2)在在体体外外培培养养受受精精卵卵时时，除除了了给给予予一一定定量量的的O2以以维维持持细细胞胞呼呼吸吸外外，还还需需要要提提供供_气气体体以以维维持持_。(3)图图中中过过程程A称称为为_，它它在在胚胚胎工程中的意胎工程中的意义义在于在于_。(4)研研制制能能够够产产生生人人类类白白细细胞胞介介素素的的牛牛乳乳腺腺生生物物反反应应器器，需需将将目目的的基基因因导导入入牛牛受受精精卵卵，最最常常用用的的导导入入方方法法是是_；获获得得转转基基因因母母牛牛后后，如如果果_即即说说明明目目的的基因已基因已经经表达。表达。【尝尝试试解解答答】(1)使使卵卵母母细细胞胞成成熟熟(或或：使使卵卵母母细细胞胞获获得受精能力得受精能力)获获能能(2)CO2培养液培养液(基基)的的pH(3)胚胎移植提高胚胎移植提高优优良母畜的繁殖率良母畜的繁殖率(4)显显微微注注射射法法牛牛奶奶中中含含有有人人类类白白细细胞胞介介素素(或：牛乳腺或：牛乳腺细细胞已合成人胞已合成人类类白白细细胞介素胞介素)【解解析析】(1)从从良良种种母母牛牛采采集集的的卵卵母母细细胞胞都都要要在在体体外外经经人人工工培培养养成成熟熟后后，才才能能与与获获能能的的精精子子受精。受精。(2)体体外外培培养养受受精精卵卵需需要要提提供供CO2以以维维持持培培养养液液的的pH。(3)过过程程A为为胚胚胎胎移移植植，能能够够充充分分发发挥挥优优良良母母畜畜的繁殖潜力，提高繁殖率。的繁殖潜力，提高繁殖率。(4)将将目目的的基基因因导导入入动动物物细细胞胞用用显显微微注注射射法法。若若在在转转基基因因牛牛的的乳乳汁汁中中检检测测出出含含有有人人的的白白细细胞胞介介素，素，说说明目的基因已成功表达。明目的基因已成功表达。视视角角3 突破易突破易错终错终点点卵裂卵裂阶阶段物段物质质含量和体含量和体积积大小的大小的变变化化1卵裂卵裂阶阶段的段的细细胞分裂方式胞分裂方式有有丝丝分裂。分裂。2受受卵卵膜膜制制约约，从从受受精精卵卵到到囊囊胚胚阶阶段段总总体体积积不不变变或略有减小，所以每个或略有减小，所以每个细细胞体胞体积积减少。减少。3伴伴随随细细胞胞分分裂裂，细细胞胞数数目目增增多多，总总DNA含含量量增多，但每个增多，但每个细细胞中胞中DNA含量保持相含量保持相对稳对稳定。定。4该该过过程程中中有有机机物物总总量量减减少少，因因为为一一直直呼呼吸吸消消耗但不从外界吸收。耗但不从外界吸收。自自我我挑挑战战 下下图图表表示示蛙蛙的的受受精精卵卵发发育育至至囊囊胚胚的的过过程程中中，DNA总总量量、每每个个细细胞胞体体积积、所所有有细细胞胞体体积积之之和和、有有机机物物总总量量的的变变化化趋趋势势(横横坐坐标标为为发发育育时间时间)。其中正确的是。其中正确的是()ABC D【尝试尝试解答解答】A