高考生物大一轮复习 胚胎工程 中图版选修精选文档.ppt

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1、高考生物大一轮复习 胚胎工程课件 中图版选修本讲稿第一页，共三十一页第三章胚 胎 工 程本讲稿第二页，共三十一页【考考纲纲考情考情】最新考纲及要求三年考情(以山东高考卷为例)2014年2013年2012年动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础T36非选择题无无胚胎工程的应用T36非选择题T35非选择题T35非选择题本讲稿第三页，共三十一页【知识梳理知识梳理】考点一考点一 受精受精过过程及早期胚胎程及早期胚胎发发育育1.1.受精：受精：(1)(1)场场所：所：输输卵管上段。卵管上段。(2)(2)过过程：程：本讲稿第四页，共三十一页2.2.早期胚胎的早期胚胎的发发育：明确早期胚胎育：明确早期胚

2、胎发发育所育所经历经历的几个重要的几个重要阶阶段，掌握各段，掌握各个个阶阶段的特点。段的特点。图图示如下：示如下：本讲稿第五页，共三十一页考点二考点二 胚胎移植胚胎移植1.1.过过程：程：本讲稿第六页，共三十一页2.2.成功的保障成功的保障(生理学基生理学基础础)：(1)(1)供、受体哺乳供、受体哺乳动动物物发发情后，生殖器官的生理情后，生殖器官的生理变变化是相同的。化是相同的。(2)(2)哺乳哺乳动动物的早期胚胎形成后，在一定物的早期胚胎形成后，在一定时间时间内不会与母体子内不会与母体子宫宫建立建立组织组织上的上的联联系，而是系，而是处处于游离状于游离状态态，这这就就为为胚胎的收集提供了可能

3、。胚胎的收集提供了可能。(3)(3)受体受体对对移入子移入子宫宫的外来胚胎基本上不的外来胚胎基本上不发发生免疫排斥反生免疫排斥反应应，这为这为胚胎在受体内胚胎在受体内的存活提供了可能。的存活提供了可能。(4)(4)供体胚胎可与受体子供体胚胎可与受体子宫宫建立正常的生理和建立正常的生理和组织联组织联系，但移入受体的供体胚胎的系，但移入受体的供体胚胎的遗传遗传特性，在孕育特性，在孕育过过程中不受任何影响。程中不受任何影响。本讲稿第七页，共三十一页【高考警示高考警示】(1)(1)不同动物胚胎移植的时间不一样，如牛、羊的胚胎要培养到桑椹胚阶段或囊不同动物胚胎移植的时间不一样，如牛、羊的胚胎要培养到桑椹

4、胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外授胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外授精胚胎，即试管胚胎，可在精胚胎，即试管胚胎，可在8 81616个细胞阶段移植。个细胞阶段移植。(2)(2)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。(3)(3)试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性状与核供体相同。状与核供体相同。本讲稿第八页，共三十一页考点三考点三 体外授精和早期胚胎培养体外授精和早期胚胎培养 1.1.体外授精：体外授精：

5、(1)(1)卵母卵母细细胞的采集和培养。胞的采集和培养。实验动实验动物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素处处理，使其排出更多的理，使其排出更多的卵卵细细胞，然后，从胞，然后，从输输卵管中冲取卵卵管中冲取卵细细胞，直接与胞，直接与获获能的精子在体外授能的精子在体外授精。精。大家畜或大型大家畜或大型动动物：从物：从刚刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细细胞或直接从活体胞或直接从活体动动物的卵巢中吸取卵母物的卵巢中吸取卵母细细胞，然后在体外胞，然后在体外经经人工培养成熟后，才能与人工培养成熟后，才能与获获能的精子受能的精子受精。精。本讲稿第九页，共

6、三十一页(2)(2)精子的采集和精子的采集和获获能。能。收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和电电刺激法等。刺激法等。精子体外精子体外获获能的方法：主要有培养法能的方法：主要有培养法(啮齿动啮齿动物、家兔、猪等物、家兔、猪等)和化学和化学诱导诱导法法(牛、牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓浓度的肝素或度的肝素或钙钙离子离子载载体体A23187A23187溶液中，用化学溶液中，用化学药药物物诱导诱导精子精子获获能能)。(3)(3)体外授精：体外授精：获获能的精子和培养成熟的卵能的精子和培养成熟的

7、卵细细胞可以在胞可以在获获能溶液或能溶液或专专用的受精用的受精溶液中完成受精溶液中完成受精过过程。程。本讲稿第十页，共三十一页2.2.早期胚胎发育：早期胚胎发育：(1)(1)过程：受精卵过程：受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚。原肠胚。(2)(2)每个阶段的具体特点和体内早期胚胎发育相同。每个阶段的具体特点和体内早期胚胎发育相同。本讲稿第十一页，共三十一页【高考警示高考警示】(1)(1)获得精子和卵细胞后，两者并不立即在体外结合：需要对精子进行获得精子和卵细胞后，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。获能处理，并将卵母细胞培养成熟至

8、减数第二次分裂中期。(2)(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。胚是开始分化的阶段，原肠胚时期已出现高度分化。本讲稿第十二页，共三十一页类类型一型一 胚胎胚胎发发育和胚胎移植育和胚胎移植【典例典例1 1】(2015(2015烟台模烟台模拟拟)据据图图回答下列回答下列问题问题：本讲稿第十三页，共三十一页(1)(1)超数排卵技超数排卵技术术的的处处理措施是理措施是对对供体母牛注射供体母牛注射_。(2)(2)冲卵冲卵实质实质上是用特定装置，将供体母牛子上是用特

9、定装置，将供体母牛子宫宫内的内的_冲洗冲洗出来。出来。(3)(3)从从A A到到E E过过程中，适于牛的胚胎移植的程中，适于牛的胚胎移植的时时期有期有_。(4)(4)图图中中标标号号3 3为为_，它将来可，它将来可发发育育为为胎膜和胎胎膜和胎盘盘。(5)(5)胚胎分割胚胎分割时时，如果使用的是，如果使用的是图图中中E E，则则注意要将其注意要将其_均均等分割。等分割。本讲稿第十四页，共三十一页(6)(6)若一次若一次给给受体母牛移入多个胚胎，受体母牛移入多个胚胎，产产生的多个后代基因型不一定生的多个后代基因型不一定相同，原因是相同，原因是_。【解析解析】图中图中A A为受精卵，为受精卵，B B

10、、C C为卵裂期，为卵裂期，D D为桑椹胚，为桑椹胚，E E为囊胚；为囊胚；1 1、2 2、3 3分别为内细胞团、囊胚腔、滋养层。胚胎分割选用的是桑椹胚或囊胚，分别为内细胞团、囊胚腔、滋养层。胚胎分割选用的是桑椹胚或囊胚，为避免影响胚胎的恢复和进一步发育，应注意将囊胚的内细胞团均等分为避免影响胚胎的恢复和进一步发育，应注意将囊胚的内细胞团均等分割。一次给受体母牛移入的多个胚胎，可能来自同一受精卵，也可能来割。一次给受体母牛移入的多个胚胎，可能来自同一受精卵，也可能来自不同受精卵。自不同受精卵。本讲稿第十五页，共三十一页答案：答案：(1)(1)促性腺激素促性腺激素(2)(2)胚胎胚胎(3)D(3

11、)D、E E(4)(4)滋养层滋养层(5)(5)内细胞团内细胞团(6)(6)这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，基因型不同；也可能是分割胚这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，基因型不同；也可能是分割胚胎，基因型相同胎，基因型相同本讲稿第十六页，共三十一页【知知识总结识总结】胚胎胚胎发发育育过过程中各程中各时时期的特点期的特点(1)(1)卵裂期：卵裂期：细细胞胞进进行有行有丝丝分裂，数量增加，胚胎分裂，数量增加，胚胎总总体体积积并不增加，或略有并不增加，或略有缩缩小。小。(2)(2)桑椹胚：桑椹胚：3232个个细细胞左右的胚胎，之前所有胞左右的胚胎，之前所有细细胞都具有胞都具有发发育成完整胚胎的

12、育成完整胚胎的潜能，属于全能潜能，属于全能细细胞。胞。本讲稿第十七页，共三十一页(3)(3)囊胚：囊胚：细细胞开始分化，其中个体胞开始分化，其中个体较较大的大的细细胞叫内胞叫内细细胞胞团团，将来，将来发发育成育成胎儿的各种胎儿的各种组织组织；沿透明；沿透明带带内壁内壁扩扩展和排列的、个体展和排列的、个体较较小的小的细细胞称滋养胞称滋养层细层细胞，将来胞，将来发发育成胎膜和胎育成胎膜和胎盘盘；胚胎内部逐；胚胎内部逐渐渐出出现现囊胚腔。囊胚腔。(4)(4)原原肠肠胚：内胚：内细细胞胞团团表表层层的的细细胞形成外胚胞形成外胚层层，下方，下方细细胞形成内胚胞形成内胚层层，由，由内胚内胚层层包包围围的囊

13、腔叫原的囊腔叫原肠肠腔。腔。细细胞分化在胚胎期达到最大限度。胞分化在胚胎期达到最大限度。本讲稿第十八页，共三十一页【加固加固训练训练】下下图图是畜牧是畜牧业业生生产产上培育某种上培育某种优优良种牛的两种方法，良种牛的两种方法，请请分析分析回答下列回答下列问题问题。本讲稿第十九页，共三十一页(1)(1)方法方法和方法和方法均用到的生物技均用到的生物技术术有有_和和_。(2)(2)用激素用激素处处理的目的是使理的目的是使B B牛牛_，从，从B B牛体内牛体内获获得的卵得的卵母母细细胞需要培养到胞需要培养到_(_(时时期期)才能与精子才能与精子结结合。合。(3)A(3)A牛的精子要与牛的精子要与B

14、B牛的卵牛的卵细细胞胞结结合，完成受精作用，必合，完成受精作用，必须须先先_。(4)(4)生生产产上常用上常用_期的胚胎期的胚胎进进行胚胎移植。若希望同行胚胎移植。若希望同时获时获得得多个性状相同的家畜个体，可以使用多个性状相同的家畜个体，可以使用_技技术术。本讲稿第二十页，共三十一页【解析解析】(1)(1)方法方法、中都用到了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。中都用到了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。(2)(2)超数排卵应用促性腺激素处理，获得的卵母细胞需要在减数第二次分裂超数排卵应用促性腺激素处理，获得的卵母细胞需要在减数第二次分裂中期才能与精子结合。中期才能与精子结合。(3)(3)体外授精

15、前应该让精子获能，然后才能完成受精作用。体外授精前应该让精子获能，然后才能完成受精作用。(4)(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚进行，胚胎分割能同时获得性状相同的多个个体。胚胎移植常用桑椹胚或囊胚进行，胚胎分割能同时获得性状相同的多个个体。本讲稿第二十一页，共三十一页答案：答案：(1)(1)动物细胞培养胚胎移植动物细胞培养胚胎移植(2)(2)超数排卵减数第二次分裂中期超数排卵减数第二次分裂中期(3)(3)获能获能(4)(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割桑椹胚或囊胚胚胎分割本讲稿第二十二页，共三十一页类类型二型二 体外授精和早期胚胎培养体外授精和早期胚胎培养【典例典例2 2】(2014(2014山山东东高考

16、高考)人人组织纤组织纤溶溶酶酶原激活物原激活物(htPA)(htPA)是一种重要的是一种重要的药药用蛋白，可在用蛋白，可在转转htPAhtPA基因母羊的羊乳中基因母羊的羊乳中获获得。流程如下：得。流程如下：本讲稿第二十三页，共三十一页(1)htPA(1)htPA基因与基因与载载体用体用_切割后，通切割后，通过过DNADNA连连接接酶酶连连接，以接，以构建重构建重组组表达表达载载体。体。检测检测目的基因是否已插入受体目的基因是否已插入受体细细胞胞DNADNA，可采用，可采用_技技术术。(2)(2)为获为获取更多的卵取更多的卵(母母)细细胞，要胞，要对对供体母羊注射促性腺激素，使其供体母羊注射促性

17、腺激素，使其_。采集的精子需要。采集的精子需要经过经过_，才具，才具备备受精能力。受精能力。本讲稿第二十四页，共三十一页(3)(3)将重将重组组表达表达载载体体导导入受精卵常用的方法是入受精卵常用的方法是_。为为了了获获得母羊，得母羊，移植前需移植前需对对已成功已成功转转入目的基因的胚胎入目的基因的胚胎进进行行_。利用胚胎分割和胚胎。利用胚胎分割和胚胎移植技移植技术术可可获获得多个得多个转转基因个体，基因个体，这这体体现现了早期胚胎了早期胚胎细细胞的胞的_。(4)(4)若在若在转转htPAhtPA基因母羊的羊乳中基因母羊的羊乳中检测检测到到_，说说明目的基因成功表明目的基因成功表达。达。本讲稿

18、第二十五页，共三十一页【解题指南解题指南】(1)(1)图示信息：转图示信息：转htPAhtPA基因母羊羊乳的获得过程。基因母羊羊乳的获得过程。(2)(2)关键知识：用同种限制性内切酶切割目的基因与载体，获得相同的黏关键知识：用同种限制性内切酶切割目的基因与载体，获得相同的黏性末端，才能进行碱基互补配对。性末端，才能进行碱基互补配对。【解析解析】本题主要考查基因工程和胚胎工程。本题主要考查基因工程和胚胎工程。(1)(1)为保证切割后的载体与切出的目的基因具有相同的黏性末端，应用同种为保证切割后的载体与切出的目的基因具有相同的黏性末端，应用同种限制性内切酶切割目的基因和载体。限制性内切酶切割目的基

19、因和载体。(2)(2)为获取更多的卵为获取更多的卵(母母)细胞，需要对供体母羊进行超数排卵处理。采集的精细胞，需要对供体母羊进行超数排卵处理。采集的精子需要经过获能处理后，才具备受精能力。子需要经过获能处理后，才具备受精能力。本讲稿第二十六页，共三十一页(3)(3)将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。为获得某一性别的动物，将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。为获得某一性别的动物，在胚胎移植前需进行性别鉴定。胚胎分割技术可看作克隆，这体现了早期胚胎细胞在胚胎移植前需进行性别鉴定。胚胎分割技术可看作克隆，这体现了早期胚胎细胞的全能性。的全能性。(4)(4)目的基因成功表达的标志

20、是检测到相应的目的基因控制合成的产物。目的基因成功表达的标志是检测到相应的目的基因控制合成的产物。答案：答案：(1)(1)同种限制性内切酶同种限制性内切酶DNADNA分子杂交分子杂交(或核酸探针或核酸探针)(2)(2)超数排卵获能超数排卵获能(处理处理)(3)(3)显微注射法性别鉴定全能性显微注射法性别鉴定全能性(4)htPA(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物或人组织纤溶酶原激活物)本讲稿第二十七页，共三十一页【加固加固训练训练】胚胎工程是一胚胎工程是一项综项综合性的合性的动动物繁育技物繁育技术术，可在畜牧，可在畜牧业业和制和制药业药业等等领领域域发挥发挥重要作用。下重要作用。下图图是通是

21、通过过胚胎工程培育胚胎工程培育试试管牛的管牛的过过程。程。本讲稿第二十八页，共三十一页(1)(1)从良种母牛采集的卵母从良种母牛采集的卵母细细胞，都需要胞，都需要进进行体外培养，其目的是行体外培养，其目的是_。(2)(2)在体外培养受精卵在体外培养受精卵时时，除了，除了给给予一定量的予一定量的O O2 2以以维维持持细细胞呼吸外，胞呼吸外，还还需要提供需要提供_气体以气体以维维持持_。(3)(3)研制能研制能够产够产生人生人类类白白细细胞介素的牛乳腺生物反胞介素的牛乳腺生物反应应器，需将目的器，需将目的基因基因导导入牛受精卵，最常用的入牛受精卵，最常用的导导入方法是入方法是_；获获得得转转基因

22、母牛后，如果基因母牛后，如果_即即说说明明目的基因已目的基因已经经表达。表达。本讲稿第二十九页，共三十一页【解析解析】(1)(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精作用。成受精作用。(2)(2)体外培养受精卵所需气体主要有体外培养受精卵所需气体主要有O O2 2和和COCO2 2，O O2 2是细胞代谢必是细胞代谢必需的，需的，COCO2 2的主要作用是维持培养液的的主要作用是维持培养液的pHpH稳定。稳定。(3)(3)基因工程中把目的基因导基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。类白细胞介素说明目的基因已经表达。本讲稿第三十页，共三十一页答案：答案：(1)(1)使卵母细胞成熟使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力或使卵母细胞获得受精能力)(2)CO(2)CO2 2培养液培养液(基基)的的pHpH(3)(3)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素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或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素素)本讲稿第三十一页，共三十一页