2012届高考复习生物课件（人教版湖南用）选修3_现代生物科技专题_第5讲_胚胎工程.ppt

1、第5讲胚胎工程一、体外受精和早期胚胎发育【答案】曲细精管 初情期【答案】卵巢 始于性别分化后(胚胎时期)【答案】透明带反应 卵黄膜封闭作用 胎膜和胎盘二、体外受精和早期胚胎培养【答案】培养法 化学诱导法 无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清 三、胚胎工程的应用及前景【答案】相同的 游离状态 免疫排斥反应 不受任何影响【答案】桑椹胚或囊胚 具有发育的全能性一、精子和卵子的发生及早期胚胎发育过程1.比较精子和卵子的发生精子卵子场所精巢(或睾丸)的曲细精管卵巢分裂时间初情期后开始分裂，减数第一次分裂和第二次分裂是连续的性别分化后雌性胎儿卵巢内即开始有丝分裂，形成卵泡；性成熟排卵前完成

2、减数第一次分裂；受精后完成减数第二次分裂减数分裂区别细胞质均等分裂、一个精原细胞产生4个精细胞，需变形形成精子细胞质不均等分裂、一个卵原细胞只产生一个卵细胞续表精子卵子细胞特点失去大多数细胞质，保留细胞核，线粒体聚集成线粒体鞘、高尔基体形成顶体保留大部分细胞质，为受精卵发育提供更多营养数量精巢中可以产生大量的精子，动物一次排出数亿的精子卵巢中总共只有数百个卵泡能发育成熟，一次只排出数个卵 2.受精作用的过程 (1)受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。(2

3、)受精阶段第一步：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；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。3胚胎发育过程【友情提醒】卵子是否受精的标志是第二极体的形成(即在透明带和卵黄膜间隙观察到两个极体)，而受精完成的标志是雌雄原核融合成含二倍染色体的合子【例1】下列关于受精过程的叙述，错误的是()A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C精

4、子与卵黄膜相互融合，精子入卵D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂【解析】精子释放顶体酶先穿过放射冠再进入透明带。【答案】A【例2】下列说法正确的是()A卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化 B原肠胚细胞属于全能细胞 C囊胚腔先于原肠腔出现 D桑椹胚开始进行分化【解析】早期胚胎发育阶段顺序是：卵裂期形成早期胚胎，桑椹胚、囊胚、原肠胚，桑椹胚及之前的细胞属于全能细胞，囊胚期细胞分化，出现囊胚腔，进一步发育而分化，分化后形成原肠胚，出现原肠腔。因此只有C项正确。【答案】C二、早期胚胎培养和胚胎移植1胚胎工程中胚胎的早期培养(1)精子与卵子在体外受精后，移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受

5、精卵的发育能力。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移，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(生理学基础)第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，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。第三，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。第四，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。【友情提醒】胚胎移植

6、的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良的品种。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。3胚胎分割(1)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)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。(3)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3】下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是()A受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C超数排卵技术要使用一定的激素D试管婴儿

7、只是受精及早期卵裂过程在试管中进行【解析】胚胎移植其操作的对象是早期胚胎而不是受精卵；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理；试管婴儿实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。掌握胚胎移植的大体过程和需要条件，是解决该类题型的关键。【答案】A三、胚胎工程的三个操作流程 1试管动物的生产流程 2克隆动物的培育流程 3胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例：(1)选择的对象包括良种公牛、母牛和普通母牛，处理是指对良种母牛和普通母牛做同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化相同，同时要对良种母牛做超数排卵处理，以促其多产生卵子。(2)

8、冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。(3)良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的，受体母牛只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。【例4】下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是()A对供体、受体要进行选择 B要用激素对供体进行超数排卵处理C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应 D胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法【解析】胚胎移植的生理学基础之一表现在：供体与受体具有相同的生理环境。因此，在进行胚胎移植时没有必要进行免疫检查。在胚胎移植时应选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传性能和生产性能优秀的个体作为供体。在用激素对供、受体

9、进行同期发情处理的基础上，还要对供体用促性腺激素进行超数排卵处理，以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手术法和非手术法两种。【答案】C四、胚胎干细胞 1干细胞分类干细胞分为三类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。胚胎干细胞为全能干细胞。2胚胎干细胞的应用前景ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(2)培育成组织器官，用于器官移植。(3)对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋

10、亡的机理提供了有效手段。(4)ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。【友情提醒】胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类早期胚胎的囊胚的内细胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能和无限增殖的能力，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞系。因此，它是细胞的源头，是惟一不死的全能或多能细胞，并能够无限分化，它能制造机体需要的全部细胞。【例5】利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的最重要原因是()A细胞分裂 B细胞特化 C细胞分化 D细胞增殖【解析】ES细胞具有发育的全能性，可被诱导分化形成新的

11、组织细胞，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，因此治疗肝衰竭主要是利用这一特性而实现的。理解干细胞的特点，掌握干细胞研究的意义，能运用干细胞的知识解决实际问题。【答案】C1.(2010江苏)下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是()A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例【解析】本题考查了胚胎工程及考生理解问题的能力。进行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期的胚胎。B2.(2010江苏)老年痴呆症患者的脑血管中有一种

12、特殊的淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降。某些基因的突变会导致淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是()A胚胎移植技术 B胚胎干细胞技术 C单克隆抗体技术 D基因治疗技术【解析】本题考查了现代生物技术的应用。采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞，单克隆抗体技术定向改善免疫能力，基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗，而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆症。A3.(2010山东)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

13、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_。使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)获能CO2培养液(基)的pH(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。胚胎移植提高优良母畜的繁殖率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)【解析】(1)因为只有发育到减数第二次分裂中期的细胞才有受精能力，所以在胚胎工程中，对采集到的卵母细胞经过一定时间的体外培养。采集的精子经获能处理才具有受精能力。(2)在动物细胞培养过程中，除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需提供CO2气体以维持培养液中的pH。(3)图中A过程为胚胎移植，它的意义在于繁重的漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，使供体的主要职能变为只生产具有优良遗传特性的胚胎，这就大大地缩短了供体本身的繁殖周期。(4)将目的基因导入动物细胞的常用方法为显微注射法，若转基因母牛所产生的牛奶中含有人类白细胞介素即可说明目的基因已表达。