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    高中生物全套课件第10单元 第39课时 胚胎工程.ppt

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    高中生物全套课件第10单元 第39课时 胚胎工程.ppt

    第十单元,现代生物科技专题,1.涵盖范围,本单元包括选修3全部内容基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。,单元教学分析,2.考情分析,1考查力度占分比重相对稳定,如山东理综只出一个8分的简答题。 2考查内容 ①基因工程中三种工具。 ②基因工程操作四步曲。 ③基因工程成果转基因生物实例及安全性讨论。 ④细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。,⑤动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。 ⑥核移植技术。 ⑦胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。 ⑧干细胞的研究。,3考查形式 ①有的省将选修与必修有机结合,既可出简答题也可出选择题。 ②有的省如山东省全部以简答题形式呈现,且不与必修联系。,3.复习指导,1复习线索 ①以基因工程的具体成果如抗虫棉为主线,系统复习基因工程的操作工具和操作步骤等知识点。 ②以植物的组织培养和动物细胞培养为基础,系统复习其他细胞工程技术手段。 ③以体内受精作用和个体发育过程为基础,系统复习胚胎工程的流程。,2复习方法 ①图解法复习基因工程和胚胎工程。 ②比较法复习植物组织培养和动物细胞培养;植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。 ③关注热点科研成果,注意知识的实践应用。,第 39 课时,胚 胎 工 程,突破考点提炼方法,考点122 借图比较法精子和卵子的发生及受精作用,,1.哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在出生前即胎儿时期完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别,但不是唯一的区别,如发生场所、过程及结果也不相同。 2.精子的发生中两次减数分裂是连续的,是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的,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。当雌雄原核融合时,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。 3.不同种动物精子的形态相似,大小略有不同,但与动物的体型大小无关。,4.哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系 卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子,其中卵子的外面有辅助结构透明带,由卵丘细胞卵泡细胞形成放射冠,而卵子外面的胞膜即卵黄膜。排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出。 5.受精的标志是在透明带和卵黄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。,1.分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别 ,对位训练,,A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B.MⅠ和MⅡ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,解析 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后,才由精原细胞分裂形成的,而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中,MⅠ和MⅡ是连续的,而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞,在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状,卵细胞不需要变形。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。,排雷 1成熟的精子并不代表具有受精能力,必须获能后方才具备受精能力。精卵细胞的结合是在输卵管内进行的;卵子的减Ⅱ分裂的完成场所也是输卵管。 2为防止其他精子进入,受精过程中一共形成两道屏障,第一道屏障为透明带生理反应,第二道屏障为卵黄膜的封闭作用。,答案 D,考点123 关注新技术手段体外受精和早期胚胎培养,,1.体外受精 1卵母细胞的采集和培养 ①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。 ②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精子的采集和获能 ①收集精子的方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。 ②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法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能。 3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。,2.早期胚胎发育 1过程受精 卵→卵裂期→桑椹 胚→囊胚→原肠胚 2图示,特别提醒,1.体外受精时,精子与卵子在体外结合前,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。 2.胚胎发育的起点是受精卵,发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。 3.桑椹胚细胞仍具有全能性,是胚胎分割的最佳时期。 4.囊胚是开始分化的阶段,分化为滋养层细胞发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞发育成胎儿,该阶段还可进行胚胎分割。 5.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。,对位训练,,2.2011浙江卷,2培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功,下列叙述正确的是 ,良种母山羊 卵母细胞,良种公山羊 精子,受精卵 早期胚胎 代孕母羊 试管山羊,,,,,,,,甲 采集,丙 繁育,乙,A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内,答案 A,丁,解析 分析图示可知,甲过程为卵母细胞的采集,一般用促性腺激素处理良种母山羊,使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精,获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养,在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育。故A项正确。 排雷 1早期胚胎是指可用于移植的胚胎,在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。 2受精后形成的受精卵需经早期发育培养,才能完成植入或着床。 3胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同,除无机盐、营养成分和调节物质外,还需要血清、抗生素等,两者都是液体培养基,但植物组织培养为固体培养基,其中加入琼脂,所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。,考点124 关注生物科技新技术胚胎工程的应用及前景,,特别提醒,1.胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。,3.促性腺激素两次使用①同期发情处理;②超数排卵。 4.两次检查①收集胚胎检查;②移植后是否妊娠检查。 5.冲卵含义冲出早期胚胎,不是冲出卵子。 6.对囊胚进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,对位训练,,3.牛胚胎移植的基本程序如下图所示,请据图回答,1图中a、b、c过程分别是指________、____、_______。 2供体母牛的主要职能是__________________________、受体母牛必须具备__________________________。 3为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是_________ ____;处理的时期是_______________;理由是_____________ _______________________。,超数排卵,冲卵,胚胎移植,产生具有优良遗传特性的胚胎,健康的体质和健康的繁殖能力,胚胎分割,桑椹胚和囊胚期,此时还未出现,移植,细胞分化或分化程度低,4从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有____________________ _____。 5你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些 _____________________________________________________。,体积小、细胞核大、核,胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种,解析 1a过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b是用人工方法将母畜体内已经开始发育的受精卵取出的冲卵过程。c是将符合移植要求的早期胚胎移植到受体母畜子宫内的胚胎移植过程。2供体母牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛则是提供胚胎发育的场所,所以受体母牛应具有健康的体质和健康的繁殖能力。,仁明显,3因在桑椹胚和囊胚期的细胞还未开始分化或分化程度低,所以应在此时期进行胚胎分割。4因受精卵早期的分裂速度很快,细胞来不及生长,下一次分裂就开始,所以形成的胚胎干细胞ES或EK细胞的特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。,排雷 1同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。 2不同动物其胚胎移植的时间不同。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4个细胞阶段移植;几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植,因为此时分化程度高,移植成功率很低。,考题链接 1.胚胎工程与实践应用,,考纲能力 利用所学知识解决生产实践的能力,考题1 2010山东卷,35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养试管牛的过程,良种母牛 卵母细胞,良种公牛 精子,受精卵 早期胚胎 普通牛子宫 试管牛,,,,,,,,采集 采集,培养 A 分娩,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______________。 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。,CO2,培养液基的pH,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,1从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是_______________________________________;从良种公牛采集的精子需____后才能进行受精作用。,使卵母细胞成熟或使卵母细胞获得受精能力,获能,解析 刚获取的卵母细胞还没有发育成熟,不能与精子受精,需要在人工模拟环境如温度、营养、pH等条件下,使获取的卵母细胞成熟,采集的精子要进行获能处理,获能方法有培养法和化学诱导法;在培养受精卵时,需要提供一定的CO2用来维持培养液的pH的稳定;胚胎移植是胚胎工程实施过程的重要一环,可以充分发挥优良个体的繁殖能力,大大推动畜牧业的发展;动物受精卵导入目的基因大多采用显微注射法,转基因成功与否,就看是否有目的基因控制的产物合成。,考题链接 2.胚胎工程与基因工程综合考查,,考纲能力 知识之间横向联系能力,考题2 2011福建卷,32一对表现型正常的夫妇,生了一个镰刀型细胞贫血症常染色体隐性遗传病患儿。在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如图。 请回答; 1过程①是指在体外进行的________处理,从而使精子与卵子结合形成受精卵;过程②称为______。,精子获能,胚胎移植,2在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③____进行PCR扩增,然后用Mst Ⅱ 对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,Mst Ⅱ 是一种______________酶。 3不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断该胎儿为_____正常/患者/携带者。,解析 分析题中过程图可发现过程①指的是精子获能处理,②代表胚胎移植;在产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR扩增,然后用限制性核酸内切酶MstⅡ进行切割,以得到多种不同长度的酶切产物基因;分析电泳带谱可判断,胎儿不含致病基因,表现应该正常。,DNA,限制性核酸内切,正常,易错警示 1.对卵裂过程中物质的量变化及胚胎工程中知 识点模糊不清,,典例1 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势横坐标为发育时间。其中正确的是 ,A.①② B.①③ C.②④ D.③④,错因分析 对卵裂过程中总体积基本不变和不能从外界吸收营养物质这两个知识点不清楚。,解析 蛙受精卵发育至囊胚的过程中,由于细胞不断分裂,故DNA的总量逐渐增多;又因细胞分裂所需的营养全部来自卵黄,并非来自外界,故分裂后的细胞体积越来越小。事实上,由于细胞分裂等生命活动的消耗,其有机物总量会减少。,答案 A,纠错笔记 1对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清 ①卵裂阶段的细胞分裂方式有丝分裂。 ②受卵膜制约,从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小,所以每个细胞体积减小。 ③伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。 ④该过程中有机物总量减少,因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。,2对胚胎工程中一些说法辨析不清 ①精子发生场所睾丸曲细精管; 卵子的发生场所卵巢和输卵管; 受精场所输卵管; 发育场所输卵管和子宫。 ②精子发生时间及特点初情期后,两次分裂连续进行; 卵子发生时间及特点胚胎性别分化以后,两次分裂不连续。 ③受精的标志和受精完成的标志不是一回事。 ④胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚,可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。 ⑤防止多精入卵的两道屏障的名称透明带反应和卵黄膜封闭作用。 ⑥体外受精易怱视“精子获能”和“卵子成熟”问题。,易错警示 2.对试管婴儿、设计试管婴儿与克隆技术辨析不清,,典例2 自然情况下,牛的生育率很低,通过现代生物科技手段,可以实现良种牛的快速繁殖。请根据提示,回答下列问题 1使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头后代,最简便的方法是________。 2现有一头良种雌性黄牛,采用胚胎移植的方法,可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛供体和代孕母牛受体进行_________处理;还要用激素使供体母牛_________。胚胎收集的过程也叫做____。用于移植的胚胎应发育到______或____阶段。 3采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和,人工授精,同期发情,超数排卵,冲卵,桑椹胚,囊胚,_______________。体外受精主要包括_______________、_________________和____等几个主要步骤。,早期胚胎的培养,卵母细胞的采集,精子的采集和获能,受精,解析 1通过人工授精的方法,可以在短时间内大量繁殖优良品种。2胚胎移植进行前,首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理,同时还要用激素处理供体母牛使其超数排卵;人工收集发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。3试管动物技术包括体外受精和胚胎早期培养,体外受精又包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和受精三个阶段。,纠错笔记 1试管婴儿技术与克隆技术的区别试管婴儿技术的生物学原理是有性生殖又称为体外受精技术,克隆技术的生物学原理是无性生殖又称为体细胞核移植技术。 2试管婴儿与设计试管婴儿的区别,上述过程①②③是试管婴儿的培育过程,①②③④是设计试管婴儿的过程。后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。 3克隆技术流程图,4以上三项技术都用到胚胎移植,发育场所先体外培养后母体孕育。,

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