高三一轮复习系列课件之胚胎工程

第45课时胚胎工程高频考点突破考点一精子和卵子的发生及受精作用特别提醒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。对位训练1.碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中（）①受精作用②病毒的增殖过程③细菌的二分裂过程④目的基因与载体的结合⑤DNA探针的使用⑥细胞的融合A.②③④⑤B.①③④⑤C.②④⑤D.②③⑤⑥A2.下列关于精子的说法，不正确的是()A.精子的发生从初情期开始B.它与卵细胞的受精发生在子宫内C.精细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体D.精细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落B考点二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3.研究表明，大多数动物，如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行，胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量(核／质)的比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是（）A4.下列关于卵细胞采集的叙述，不正确的是()A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理B.从输卵管中取出的卵子，可直接与获能的精子在体外受精C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞D.采集的卵母细胞，也可直接与获能的精子在体外受精D考点三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。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5.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.受体母畜必须与供体母畜处于同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行A6.韩国“首席科学家”黄禹锡曾因有关人类胚胎干细胞论文的造假行为，被处以最高处分——撤销教授职务。胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙述错误的是()A.治疗性克隆可以克隆器官，治疗疾病B.胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期C.造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的D.如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常,当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型都正常D解题思路探究思维误区警示易错分析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少。(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的封闭作用。(6)体外受精易怱视“精子获能”和“卵子成热”问题。纠正训练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.①②B.①③C.②④D.③④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,其有机物总量亦减少。答案A2.(2009·江苏卷,8)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是()A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中分离获取解析卵裂过程中细胞数目增加,而有机物总量减少;细胞分割时需均等分割囊胚内细胞团;胚胎干细胞的特点是：细胞小,细胞核大,核仁明显;胚胎干细胞未分化,可从早期胚胎中获取。答案D知识综合应用重点提示通过“胚胎干细胞这一热点知识”的考查,提升“综合运用所学知识解决自然界和社会生活中有关生物学问题”的能力。典例分析(2009·四川卷,30Ⅰ)将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞),再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内,然后测定小鼠的血糖浓度,结果如图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答相关问题：(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚,取出胚胎后一般用将其分散成单个细胞。(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有细胞的功能。说明判定的理由。(3)用胰岛素基因片段做探针,对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到,用“-”表示不能检测到)。(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,重组细胞能否分化为其他类型细胞？,请说明理由：。解析(1)动物细胞间质主要成分为蛋白质,所以进行动物细胞培养时,常采用胰蛋白酶将其分散成单个细胞。用探针检测细胞的DNA用探针检测细胞的RNA胚胎干细胞M细胞胚胎干细胞M细胞(2)从图中可以看出,移植组小鼠的血糖浓度已经降至正常水平,而只有胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素,说明M细胞已具有胰岛B细胞的功能。(3)细胞在分化的过程中,遗传物质(DNA)并不发生改变,只是基因选择性表达,所以两细胞内均能用探针检测到胰岛素基因,但胰岛素基因只在M细胞内转录和翻译,故只能在M细胞内检测到RNA(4)因为细胞核内含有该物种生长发育所需的全套基因,所以该重组细胞能分化为其他类型的细胞。答案(1)胰蛋白酶(2)胰岛B胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降低血糖的激素(3)基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)(4)能细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)用探针检测细胞的DNA用探针检测细胞的RNA胚胎干细胞M细胞胚胎干细胞M细胞++-+定时检测组题说明特别推荐学科内知识综合应用题——4、6、7；热点材料题——2、5。考点题号体内受精及早期胚胎发育1胚胎移植及相关技术手段2、3、4、5、6、7、81.(2009·海南卷,26)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂期时,才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体,则表明过程已完成。(3)动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用激素对供体进行处理,其目的是获得更多的,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于条件下。答案(1)顶体酶(2)初级中受精(3)生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择透过性(4)胚胎分割冷冻(或液氮)2.日前首例毛驴胚胎移植在新疆实验成功。请回答下列问题：(1)克隆动物培育过程与胚胎移植繁殖过程相比特有的技术手段是技术,这两种繁育动物的方式相比,实质性的区别为前者是,后者是。(2)一般用激素对供体母驴做超数排卵处理。(3)哺乳动物胚胎体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及等物质。(4)如果培育转基因驴,可采用技术将药用蛋白基因导入到中,在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。(5)毛驴的胚胎能在受体母驴的子宫内存活并正常发育的生理原因是什么？。解析①克隆动物培育的技术手段有:动物细胞培养、核移植、胚胎移植;胚胎移植繁殖优良动物的技术手段有：动物细胞培养、胚胎移植等。②动物克隆和胚胎分割都属于无性繁殖,这两种技术获得的动物体的遗传物质不发生改变。答案(1)核移植无性生殖有性生殖(2)促性腺(3)动物血清(4)显微注射受精卵DNA分子杂交(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系3.如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答：(1)超数排卵技术就是对供体母牛注射。(2)冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的冲洗出来。(3)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时有。(4)图中标号3为,它将来可发育为胎膜和胎盘。(5)若一次给受体移入多个胚胎,产生多个后代,其基因型都相同吗？(要求说明理由)。答案(1)促性腺激素(2)胚胎(3)DE(4)滋养层(5)不一定相同,因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同,也可能不同4.下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答问题。(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14h,黑暗10h)饲养成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是。然后从雌鼠输卵管中取出卵子,在一定条