600分考点700分考法a版2019版高考生物总复习第二十章胚胎工程和生态工程课件

1、第二十章 胚胎工程和生态工程,考点50 胚胎工程,高考考法突破,考法1 精子卵子的发生、受精作用和胚胎发育的综合考查,应试基础必备,考法2 胚胎分割和胚胎移植技术,考法4 转基因生物安全性和生物技术的伦理问题,考法3 胚胎干细胞的培养与应用,应试基础必备,1.体内受精和早期胚胎发育,受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚,精子获能：是指成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能受精的过程，精子获能后才具有受精能力。 卵子的准备：卵子排出后的成熟程度不同，需要在输卵管内进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。 受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别精子遗传物质进入卵细胞。,(1)体外受精 卵母细胞的采集和培养 a.实验动物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。 b.大家畜或大型动物：从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取，然后在体外进行人工培养成熟后，才能与获能精子受精。,2.体外受精和早期胚胎培养,精子的采集和获能

2、a.收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。 b.精子体外获能的方法：主要有培养法(啮齿动物、家兔、猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。 体外受精 获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精过程。,培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。 培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。 胚胎去向：受体移植或冷冻保存。,3.胚胎工程的应用及前景,概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 地位：是胚胎工程的最后一道工序。,(1)胚胎移植,(2)胚胎分割,概念：胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成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。 所需仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。 基本程序：选择发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。 实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。,概念：哺乳动

3、物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是在早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 特点 a具有胚胎细胞的特性：形态上表现为体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性 b在体外培养条件下可以增殖而不分化 c可以冷冻保存，也可以进行遗传改造 应用：治疗人类的某些顽症、培育移植用的人造组织或器官、研究体外细胞分化的理想材料,(3) 胚胎干细胞(ES或EK细胞),4.生物技术的安全性和伦理问题,转基因成果 a.工程菌重组微生物。b.基因制药：生物反应器转基因动物。c.转基因农作物。 对转基因生物安全性的争论：主要在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。 理性看待转基因技术 a.正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。b.制定政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。,(1) 转基因生物的安全性,(2) 生物技术中的伦理问题,中国政府态度： 禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。,高考考法突破,考法1 精子卵子的发生、受精作用和胚胎发育的综合考查,(1)精子的发生 精子的发生

4、中减数分裂的两次分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。 精子获能的主要部位是雌性动物的子宫和输卵管。,1.精子和卵子的发生,(2) 卵子的发生 哺乳动物卵泡早在出生前(即胎儿时期)就形成和储备在卵巢内。 卵子的发生中减数分裂的两次分裂是不连续的，减数第一次分裂在卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第二极体。当原核融合时，第一极体完成分裂，形成2个第二极体。有的哺乳动物的第一极体不再分裂。,（1）受精作用的场所：输卵管。 （2）受精标志：在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而受精完成的标志为雌雄原核的融合。 （3）受精过程 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间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。 精子进入卵细胞膜：卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。 原核形成和融合：雄原核和雌原核形成，雌雄原核结合形成合子（受精卵）。 （4）受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供12)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵

5、细胞。 （5）精卵细胞结合具有物种特异性的原因：由于细胞膜上糖蛋白的识别作用，卵细胞只允许同种生物的精子进入。,2.关于受精,（1）个体发育起点是受精卵的分裂，终点是性成熟个体的形成。 （2）发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞。 （3）卵裂期、桑椹胚期、囊胚期和原肠胚期的特点 卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。 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。,3.关于胚胎发育,桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，出现内外两个胚层，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其中个体较大的细胞叫内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。 原肠胚期的特点：出现胚层分化（如内胚层、外胚层等）。原肠胚阶段是个体发育中分化程度达到最大的阶段，但应注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。 （4）孵化：囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。,例,江苏生物201714，2分下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误

6、的是( ) A精子在获能液中于37 、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能 B小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用 C分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异 D注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育,【解析】精子在获能液于37 、5%CO2条件下培养，可使精子获能，A正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中可能发生基因突变或受环境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化培养成各种组织器官，D正确。,C,考法2 胚胎分割和胚胎移植技术,1.关于胚胎分割,(1)胚胎分割的对象：应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚 (2)胚胎分割的注意事项：对囊胚进行分割时，要注意对内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎恢复和进一步发育,(1)胚胎工程中最后一道程序：进行胚胎移植时，移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不知直接移植受精卵 (2)胚胎移植的实质：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

7、性状保持不变 (3) 胚胎移植的生理学基础 供、受体生殖器官的生理变化是相同的 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,2.关于胚胎移植,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 （4）胚胎移植过程中两次使用激素:第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。 （5）胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。,（6）胚胎移植的生殖方式：若胚胎是由受精卵形成的，属于有性生殖，若胚胎是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的，则是无性生殖。 （7）胚胎移植的优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。,3.胚胎移植和胚胎分割移植的比较,(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。 精子要具有受精能力，需对其进行_处理；卵子

8、的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有关。 (3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_技术。,【解析】（1）根据题意，亲本中的母牛选择的是具有适宜本地生长基因低产奶量的纯种，由它作母本可以保证胚胎在母体内正常生长发育。杂交双亲为A不适宜本地生长高产奶量B适宜本地生长低产奶量，后代C为适宜本地生长低产奶量，可以推知适宜本地生长和低产奶量是显性性状，可分别用M、N表示，不适宜本地生长和高产奶量是隐性性状，分别用m、n表示。那么A的基因型是mmnn，B的基因型是MMNN，则C的基因型就是MmNn。此时，若想得到适宜本地生长高产奶量的母牛，最佳杂交组合是A和C杂交：mmnnMmNn，得到适宜本地生长高产奶量的母牛（Mmnn）的概率是 1 / 4 1 / 2= 1 / 8 。,（2）精子要经过获能或增强活力处理才具有受精能力。处于减数第二次分裂中期的卵母细胞才具备与精子受精的能力，在受精的过程中次级卵母细胞排出第二极体，完成卵子的成熟。早期胚胎培养的培养基中含有葡萄糖，葡萄糖可给早期胚胎的

9、发育提供能量。要获得高产奶、适宜本地生长的母牛，因此在进行胚胎移植前要鉴定胚胎的性别和高产奶、适宜本地生长的基因。结合（1）小题，供体公牛和供体母牛的基因型为：mmnnMmNn，可知后代的基因重组是发生在MmNn（供体母牛）减数分裂的过程（过程）中。 （3）为了提高已有胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技术对已鉴定的合格胚胎进行操作，以得到更多的合格胚胎。 【答案】（1）生长发育或胚胎发育 隐性 AC 1 / 8 （2）获能或增强活力 供能 性别、高产奶和适应本地生长的基因 （3）胚胎分割,考法3 胚胎干细胞的培养与应用,形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点，功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。,1.胚胎干细胞的特点,2.胚胎干细胞的来源,是一类未分化细胞，可从早期胚胎的囊胚期分离获取或从胎儿的原始性腺中分离获取。,3.胚胎干细胞的主要用途,（1）将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物。 （2）基因敲除，获得移植器官。 （3）培育出人造组织器官，用于器官移植。 （4）改良创造动物新品种。,4.骨髓治疗的实质,将健康骨髓中的造血干细胞移植到患者体内,【解析】囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体B，则不会发生免疫排斥反应。 【答案】内细胞团 B,考法4 转基因生物安全性和生物技术的伦理问题,（1）转基因生物存在安全性的原因：一方面目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限，另一方面外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。,1.转基因生物的安全性,（2）转基因生物的优缺点,（1）克隆的生殖方式：属无性生殖 （2）克隆产生的后代与亲代不一定完全相同的原因：细胞质基因不同；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；后天生长的环境条件的影响 （3）克隆的分类克隆 根据其目的和水平不同，可分为治疗性克隆和生殖性克隆 两种克隆的定义：所谓治疗性克隆是指利用

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