xx届高三一轮复习课件：胚胎工程.ppt

高考总复习生物,考点3 胚胎工程,高考总复习生物,高考总复习生物,考纲解读,1.胚胎移植和胚胎分割2.胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用3.体内受精与体外受精4.胚胎工程的研究进展和应用价值,考向指南,胚胎工程是生物工程的主要领域，在家畜的养殖，以及人类的生殖和医药卫生方面发挥着重要的作用。高考中往往对当今胚胎工程的新进展等进行考查，2008年高考就侧重于基因工程有关知识的考查，如08年江苏卷等都有考题出现。,高考总复习生物,一、胚胎工程的概念 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。,体内受精和早期胚胎发育,高考总复习生物,操作对象：早期胚胎和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律,高考总复习生物,二、胚胎工程的建立,1、胚胎移植技术的研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。2、胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。3、胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。,高考总复习生物,精子和卵子的发生,（1）发生场所：睾丸（2）时间：从初情期直到生殖机能衰老。,1.精子的发生,高考总复习生物,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,高考总复习生物,精子细胞变形中的主要变化：,1.细胞核2.高尔基体3.中心体4.线粒体5.细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),高考总复习生物,不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子 完成受精的只有一个。,1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,思考并讨论下列问题:,高考总复习生物,细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,高考总复习生物,2.卵子的发生,(1)发生部位：卵巢(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。,高考总复习生物,高考总复习生物,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,高考总复习生物,卵子受精的标志：当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志 2.精子和卵子发生的区别,高考总复习生物,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？,刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,是指卵子从卵泡中排出。,思考并讨论下列问题:,高考总复习生物,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？,相似点：最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,不同点：一个精原细胞4个精子；一个卵原细胞1个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。,高考总复习生物,3、受精,概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。场所：输卵管,高考总复习生物,（1）受精前的准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象。2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力。,（2）受精阶段:1)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。2)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。3)原核形成：雄原核形成和雌原核形成。4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)。,高考总复习生物,哺乳动物受精过程示意图,高考总复习生物,高考总复习生物,穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。,高考总复习生物,穿过透明带：,高考总复习生物,形成受精卵：,高考总复习生物,4.意义,维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的定；对于生物的遗传和变异十分重要。,高考总复习生物,充满活力的精子,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,高考总复习生物,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：最初发育在输卵管进行有丝分裂,滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔,高考总复习生物,三胚胎发育,高考总复习生物,试管动物技术,是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。,体外受精和早期胚胎培养,高考总复习生物,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的卵母细胞,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,高考总复习生物,体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,高考总复习生物,高考总复习生物,2.精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等。2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊,高考总复习生物,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。,高考总复习生物,胚胎的早期培养,培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。,高考总复习生物,高考总复习生物,一、胚胎移植,1、概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过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，使之发育为新个体的技术。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。,胚胎工程的应用及前景,高考总复习生物,2、胚胎移植的意义,1)加速育种工作和品种改良2)大量节省购买种畜的费用3)一胎多产4)保存品种资源和濒危物种5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,高考总复习生物,3、胚胎移植的生理学基础,1)供体和受体相同的生理环境2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变,高考总复习生物,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,4、胚胎移植的基本程序,高考总复习生物,5、胚胎移植成功与否要有两个条件,（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,高考总复习生物,二、胚胎分割,1.概念: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。2.特点:后代具有相同的遗传物质.克隆.3.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。4.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。,高考总复习生物,三、胚胎干细胞,1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。2.特点: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。体外培养可增殖不分化。3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,高考总复习生物,3.主要用途(1)治疗人类的某些顽症(2)培育出人造组织器官，用于器官移植(3)是研究体外细胞分化的理想材料,高考总复习生物,高考总复习生物,高考总复习生物,1、何谓超数排卵细胞和冲卵？2、用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义3、对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？4、为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一？5、为什么胚胎分割的分数增多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低？6、胚胎工程,高考总复习生物,高考总复习生物,考查胚胎移植,“试管婴儿”技术属于()A胚胎移植B组织培养 C克隆技术D基因工程【解析】胚胎移植指有性生殖细胞在体外结合后，形成的胚胎植入母体的过程；组织培养是指离体的细胞、组织或器官在体外培养的过程；克隆技术是通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体；基因工程指在生物体外，通过对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。【答案】A,考查胚胎分割移植,高考总复习生物,表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是()A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植【解析】表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的子牛，根据题目给出的选项，很可能是将胚胎分割移植，该技术可提高牛的产仔率。【答案】C,胚胎工程的应用及前景,高考总复习生物,利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是()细胞和组织培养 细胞融合 动物胚胎移植 克隆羊技术（多利）A B C D【解析】细胞和组织培养是由同一种生物的细胞分裂分化形成新个体，属无性生殖，因而新个体只有一种亲本的遗传性状。细胞融合是由两个细胞融合到一起，融合后的细胞同时具有原来两个细胞的遗传物质。动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过当受精卵卵裂到一定阶段后找一个代孕场所，同样具有两个亲本遗传性状。克隆羊技术中多利的产生是指把一乳腺细胞的细胞核分离出来移植到另一个去核的卵细胞中，发育形成的新个体的基因主要来自乳腺细胞的细胞核，也有少数基因来自卵细胞线粒体中的DNA。【答案】D,作业布置,金榜1号生物总复习课时练第293294页,THANK YOU!,