专题胚胎工程.ppt

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1、专题胚胎工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望考纲内容能力要求2013 年高考风向标1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础2胚胎干细胞的移植3胚胎工程的应用以人类健康为背景，考查与本专题有关的知识一、体内受精和早期胚胎发育1胚胎工程的概念早期胚胎对动物_或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。2精子和卵子的发生(1)精子的发生1)场所：睾丸的_。曲细精管2)时间：_生殖机能衰退。初情期(2

2、)卵子的发生卵巢1)场所：_、输卵管。2)时间：_。3受精作用(1)场所：输卵管。(2)过程1)准备阶段：精子获能、卵子的准备。2)受精阶段透明带反应卵黄膜封闭作用顶体反应(穿越放射冠)_(屏障 1)(穿越透明带)_( 屏障 2)( 进入卵黄膜)原核形成，配子结合成受精卵。始于性别分化后(胚胎时期)4胚胎发育桑椹胚原肠胚受精卵卵裂_囊胚( 内细胞团)_组织器官的分化。1.成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。()2排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。()二、体外受精和早期胚胎培养1体外受精超数排卵(1) 卵 母 细 胞 的 采 集 和 培 养 ： 用 促 性

3、 腺 激 素 进 行_、借助超声波探测仪、内窥镜等从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。(2)精子的采集和获能1)采集：假阴道法、手握法、电刺激法。2)获能：_、化学诱导法。培养法(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子发生作用。2早期胚胎培养发育培养液将受精卵移入_中，发育到适宜阶段，将其取出向受体移植或冷冻保存备用。受精卵原肠胚1.个体发育的起点是_，终点是性成熟的个体。2细胞分化贯穿于整个个体发育的过程中，_阶段是个体发育中分化程度最高的阶段。三、胚胎工程的应用和前景1胚胎移植生理状态(1)概念将雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、_相同的其他雌性动物的体内，使之

4、继续发育为新个体的技术。(2)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(3)生理基础1)动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是_。2)早期胚胎处于_。游离状态相同的3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_。免疫排斥不受任何影响4)供体胚胎的遗传特性在孕育过程中_。(4)基本程序：对供、受体的选择和处理配种或人工授精对胚胎的收集检查、培养或保存胚胎移植检查。2胚胎分割机械桑椹胚或囊胚(1)概念：采用_方法将早期胚胎分割成 2 等份、4等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。(3)材料：发育良好、形态正常的_。反应3

5、胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)(1)来源：早期胚胎或原始性腺。全能性(2)特点：体积小、核大、核仁明显；具有发育的_(可分化成任何组织)；在体外培养条件下可以增殖而不分化。(3)应用：治疗人类的某些顽症、培育移植用人造组织器官、研究体外细胞分化等。胚胎分割的份数越多，操作技术的难度会越大，移植的成功率也越低。()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(M)、输卵管(M)时间初情期后卵泡的形成以及卵巢内的储备：出生前(即胎儿时期)排卵：初情期考点精子、卵子的发生1比较不同点过程特点M、M连续需要变形细胞质均等分裂M和 M不连续不需要变形细胞质不均等分裂结果 形成 4 个精子细胞

6、形成 1 个卵细胞和 3 个极体同点原始生殖细胞的增殖为有丝分裂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续表2.特点分析(1)哺乳动物精子发生的主要特点精子的变形过程细胞核精子头的主要部分精子(包括头、颈、尾)高尔基体头部的顶体精子细胞 中心体 精子的尾线粒体 精子尾基部的线粒体鞘其他物质原生质滴(最后脱落)动物精子的大小与动物体型的大小无关。(2)哺乳动物卵子发生的主要特点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。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细胞和第二极体。卵细胞具有只允许同种单个精子完

7、成受精的保障a第一道屏障：透明带反应。b第二道屏障：卵黄膜封闭作用。(3)受精的标志和受精完成的标志受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。受精完成的标志：雌、雄原核的融合。)【典例1】下列不是精子、卵子发生过程的区别的是(A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和 M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形D成熟生殖细胞中染色体的数量解题思路初级精母细胞的形成是在雄性动物初情期开始后，由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞的形成是在胎儿期完成的。精子的产生在M和 M是连续的，而卵细胞的产生通过 M形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成 M。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不

8、需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。答案D 考点对应练1关于高等动物受精作用的叙述，错误的是()DA受精作用发生在输卵管B精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂C精子细胞膜与卵子细胞膜融合体现了细胞膜的结构特点D精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵解析：顶体反应是使卵丘细胞之间的物质溶解，便于精子进入，而防止多精入卵的有透明带反应和卵黄膜封闭作用。考点个体发育的过程1早期胚胎的发育(1)早期胚胎发育所经历的几个重要阶段(2)哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点桑椹胚的细胞数在 32 个左右，细胞排列致密，形似桑椹，这些细胞都是全能细

9、胞。囊胚出现了细胞分化，聚集于一端、个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。2胚后发育(1)直接发育：幼体的身体长大，生殖器官成熟，形成成体。(2)变态发育：幼体在发育过程中，形态结构和生活习性在短时间内发生显著的变化，形成成体。如蛙、昆虫等。3影响发育的因素(1)内因：遗传信息。(2)外因：环境(温度、水、氧气、营养等)。【典例2】(2011 年浙江联考)有科学家在实验室里实现了“将人体的卵细胞培育成囊胚”的实验，则在以下推测中，有可能正确的是()如果该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全相同

10、1/2如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的二倍体如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概率会大大增加ABCD解题思路卵细胞是生殖细胞，培育成囊胚再发育成成体，其含有发育成人的一整套遗传信息，但遗传特性和母本不完全相同，且不会出现男性性别；该囊胚只含一组染色体组，发育成的个体是单倍体，由于没有其等位基因，所以该个体患遗传病的概率会大大增加，当将该囊胚染色体加倍后则得到纯合二倍体。答案D 考点对应练2(2011 年温州联考)下列有关生物工程的叙述，错误的是()DA进行胚胎移植时，可选用图中所示时期的胚胎或卵裂球或桑椹胚B高等动物的胚胎发

11、育是指从受精卵发育到幼体的过程C图中是胚胎发育过程中囊胚示意图，其中为内细胞团细胞，具有发育全能性D进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行解析：进行胚胎分割时，应选择囊胚期或桑椹胚期的胚胎进行。考点早期胚胎培养和胚胎移植1胚胎工程中早期胚胎的培养(1)培养液成分：除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等物质。(2)胚胎去向：向受体移植、冷冻保存。2胚胎移植(1)胚胎移植的实质胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。(2)胚胎移植成功的保障供、受体生殖器官的生理变化是相同的。

12、哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。(3)胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)胚胎分割材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。囊胚期分割的要求：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。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。1影

13、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。这里的“同种”是指“同一物种”。(2)供、受体生理状态要相同供、受体母畜的发情时间一致。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。2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 816 个细胞阶段移植。(3)几乎所有动物不能在原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。3胚胎分割的时间及原因(1)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。(2)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分

14、割。【典例3】(2011 年宁波统考)下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是()A受孕母畜体内的早期胚胎能够移植B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C超数排卵时不需要激素处理母畜D试管婴儿的受精过程在试管内完成解题思路受孕母畜体内的早期胚胎处于游离状态，不与母体建立组织上的联系，所以能够移植；受体母畜只有处于与供体母畜同步发情的状态，供、受体生殖器官的生理变化才相同；超数排卵时需要用促性腺激素来处理母畜；试管婴儿的受精和早期胚胎发育在试管内完成，之后再进行胚胎移植。答案C 考点对应练3早期胚胎培养是指将雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其

15、他雌性动物的体内。以下说法不正确的是()A这里说的“同种”是指“同一物种”B加拿大荷斯坦奶牛的胚胎移植给我国黄牛，可以成功地生出荷斯坦奶牛C同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功D不管是否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的解析：哺乳动物在发情排卵后，生殖器官的生理状态会发生相适应的变化。因此，在选择好了供、受体牛后，要用激素处理，使它们同期发情，为供体的胚胎植入受体提供相同的生理环境。答案：D考点胚胎干细胞的移植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

16、分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。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。【典例4】科学家研究发现，从怀孕妇女子宫内的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是(

17、)A这个实验证明了干细胞具有全能性B从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成不一样C这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分化的结果D这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞，将有助于更多的医学用途解题思路羊水中的干细胞属于胚胎干细胞，将发育成整个个体。干细胞与其他体细胞一样都来自于受精卵的有丝分裂，所含的染色体一样。答案B 考点对应练4下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()AA移植用的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚B滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期C胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁不明显等特点D卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加解析：桑椹

18、胚或囊胚的细胞可用于胚胎移植。1(2012 年东莞调研)下列有关生物工程的叙述，不正确的是()A基因工程的核心步骤是构建基因表达载体B蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其功能C克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术D牛胚胎发育的历程是：受精卵桑椹胚囊胚原肠胚幼体解析：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。答案：B2(2011 年广东)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()D转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植ABCD解析：试管动

19、物技术的核心环节就是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。3(2011 年中山统考)下列有关胚胎工程的叙述，正确的是()CA囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D哺乳动物早期胚胎在一定时间内与母体子宫建立组织上的联系，便于胚胎的存活解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，其遗传物质没有发生突变；卵母细胞应立即与精子共同放入培养液培养并且获能才能形成受精卵。4(2011 年梅州模拟)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()AAA 细胞不一定是受精卵细胞B

20、胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，需移植到发情的母牛子宫内发育C两个胚胎具有不同遗传物质D图中 a 过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段解析：胚胎分割也可选择发育好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。5(2011 年佛山二模双选)我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理，匹配正确的是()CDA农杆菌转化法B体外受精C有丝分裂D胚胎移植解析：A 是显微注射法，B 是核移植。6(2011 年广州二模)肝脏是机体物质代谢的主要场所，请回答：内环境稳态(1)肝脏对大部分激素具有灭活和降解作用，此作用有助于机体维持_，从而保证机体正常的生命活动。(2)慢性肝病患者的肝细胞膜上的

21、胰岛素受体数目减少，导致患者血糖浓度升高，其主要原因是_。血糖浓度升高使机体的细胞外液渗透压升抗利尿激素高，从而刺激垂体释放_。肝细胞摄取葡萄糖减慢，肝糖原合成减少(3)肝脏内多种免疫细胞受神经支配，神经末梢释放的_能调节这些细胞的免疫效应。神经(4)下图表示利用细胞工程技术治疗肝病患者的流程图。请回答下列问题。递质图中的细胞甲应是取自_(填“患者父母”、“患者”或“患者的兄弟姐妹”)的正常体细胞；早期胚胎细胞的分裂方式是_。胚胎干细胞可以分化为成年个体的任何一种组织细胞的原因是_。图中 a、b 所涉及的生物工程技术分别是_。患者有丝分裂(胚胎干细胞)具有(发育的)全能性核移植(细胞核移植)、早期胚胎培养