2021高考生物(人教版-山东专用)总复习教学案:选修3-专题3胚胎工程.docx
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1、第3讲胚胎工程2021备考最新考纲1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。2.胚胎干细胞的移植()。3.胚胎工程的应用()。考点1体内受精与早期胚胎发育(5年9考)(2021天津卷,2022浙江卷)1精子与卵子的发生(1)精子的发生场所:睾丸的曲细精管内。时期:从初情期开头,直到生殖机能衰退。过程(2)卵子的发生场所:卵巢。时期:胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后。过程两次分裂的时间:第一次是在雌性动物排卵前后完成的,其次次是在精子和卵子结合的过程中完成的。2受精(1)(2)受精阶段穿越放射冠(发生顶体反应,释放顶体酶,溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质)穿越透亮带:(发生透亮带反应
2、,是防止多精子入卵的第一道屏障)进入卵黄膜(发生卵黄膜封闭作用,是防止多精子入卵的其次道屏障)(3)卵子受精完成的标志:在透亮带和卵黄膜之间观看到两个极体3胚胎发育受精卵卵裂桑椹胚囊胚思考感悟如图是牛囊胚示意图,下列有关该图的叙述,哪一项不正确?透亮带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的囊胚腔是一个布满液体的腔内细胞团将来分化成内胚层滋养层将来发育成胎膜和胎盘提示内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,故所述不正确。体内受精与早期胚胎发育1(2021天津理综,2)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表
3、示染色体组)。据图分析,下列叙述错误的是()。A次级卵母细胞形成的过程需要激素调整B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞解析据图可知,次级卵母细胞的形成需要促性腺激素的调整,次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数其次次分裂形成成熟的卵子,故A、B两项正确;细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期,细胞分裂后期为减数其次次分裂后期,二者的染色体数均为2N,细胞的分裂后期为有丝分裂后期,染色体数为4N,C项错误;答案C精子、卵子的发生与胚胎移植2(2021西安五校联考三)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
4、变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的_能帮忙精子穿过卵母细胞的放射冠和透亮带。(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其次次分裂_期时,才具备受精力量。若在卵黄膜和透亮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,使之连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,发觉活胚胎细胞不能被染色,其缘由是活细胞膜_。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个
5、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取具有选择透过性(4)胚胎分割冷冻(或液氮)题后归纳1 精子与卵子发生的比较项目精子发生卵子发生区分场所睾丸曲细精管(场所唯一)卵巢、输卵管(场所不唯一)时间初情期后性别分化后开头,卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在诞生前完成的,减是在精子和卵子的结合过程中完成的过程特点M和M是连续的,需变形;细胞质均等安排M和M是不连续的,不需要变形;细胞质不均等安排结果形成4个精子形成1个卵细胞和3个极体相同点原始生殖细胞自
6、身的增殖为有丝分裂;有性生殖细胞的形成为减数分裂;减数分裂过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂,子细胞中染色体数目减半2.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应:精子膜和顶体外膜发生一系列转变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道,是精子和卵子结合必不行少的条件。(2)透亮带反应:精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻挡后来的精子进入透亮带的生理反应,称做透亮带反应,它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵黄膜封闭作用:精子入卵后,卵黄膜会马上发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,称为卵黄膜封闭作用,这是防止多精入卵受精的其
7、次道屏障。特殊提示(1)动物排出卵子的成熟程度不同,有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等;有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等,但它们都要在输卵管内进一步成熟,当达到减数其次次分裂的中期时,才具有与精子受精的力量。(2)受精的标志是在卵黄膜和透亮带的间隙观看到两个极体;受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子,受精卵是个体发育的开头。(3)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,而细胞质的遗传物质几乎全部来自于卵细胞。考点2体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞(5年11考)(2021山东卷、江苏卷、福建卷,2022山东卷、浙江卷)1体外受精(1)精子、卵子的猎取与培育猎取
8、方法获能方法卵子促性腺激素处理后冲取卵子直接从输卵管中冲出能(能,不能)直接与获能精子在体外受精在活体或屠宰体的卵巢内直接采集人工培育到减中期时,才可受精精子假阴道法培育法和化学诱导法(在肯定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能)手握法电刺激法(2)受精:获能的精子和成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。2胚胎的早期培育(1)培育液成分(2)胚胎处理:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。3胚胎移植(1)胚胎来源:转基因、核移植、体外受精、体内受精(2)实质:产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程(3)地位:胚胎移植是胚胎工程中最终一道
9、程序,移植的胚胎必需在原肠胚之前,不能(能,不能)直接移植受精卵。(4)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。4胚胎分割(1)理论基础:细胞的全能性。(2)所需仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。(3)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育皿中,然后用分割针或分割刀进行分割。(4)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。(5)意义:加快繁殖速度。5胚胎干细胞(1)来源:是由早期胚胎或原始性腺中分别出来的。(2)特点(3)应用6试管动物、克隆动物及转基因动物的生产流程比较(1)试管动物生产流程(2)克隆动物的培育流程(3)转基因动物的生
10、产流程7克隆动物、试管动物与转基因动物遗传特性比较项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培育、胚胎移植等技术,且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。特殊提示(1)试管动物生殖实质是正常的有性生殖,只不过受精、早期胚胎发育在试管中(体外)进行。(2)克隆动物生殖的实质是无性生殖,依靠动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核
11、)具有全能性;特有的操作程序是核移植!思维激活推断正误(1)冲卵含义是冲出早期胚胎,不是冲出卵子()。(2)胚胎移植的供体和受体必需是同一种群()。(3)胚胎移植是胚胎工程中最终一道程序,移植的胚胎一般在原肠胚之前,也可直接移植受精卵()。(4)转基因动物的培育不涉及胚胎移植()。(5)克隆动物,也称试管动物,其实质是无性生殖()。(6)体外受精后获得的受精卵需要马上移入母体子宫进行妊娠,以保证成活率()。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)思考感悟在胚胎移植时下列中哪一项没有必要进行?对供体动物和受体动物进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应用激素对供体动物做超数排卵处理对供体、受体动物进行
12、选择,并用激素进行同期发情处理冲卵后,对胚胎进行质量检查提示胚胎移植时,经同期发情处理后,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,故不必进行。干细胞争辩及应用1(2021山东理综,35)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培育称为_,培育的细胞在贴壁生长至铺满培育皿底时停止分裂,这种现象称为_。(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为_,也可从灰鼠体内取出卵子,通过_后进行早期胚胎培育获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内连
13、续发育,暂不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分别培育获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。解析本题考查动物细胞培育、体外受精、胚胎移植、干细胞培育的有关操作和学问。(1)原代培育指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培育。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母鼠子宫中吸取出来的方法叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺分别出来的一类细胞,iPS与ES细胞一
14、样,可通过诱导定向分化修补某些功能特别细胞来治疗疾病。答案(1)原代培育接触抑制(2)冲卵体外受精(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团细胞诱导分化题后归纳干细胞类型及培育过程(1)类型类别来源或举例特点全能干细胞桑椹胚或囊胚及以前能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞分别能分化出动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)骨髓干细胞、皮肤生发层细胞能分化出特定的组织(2)培育关键:需要一种能促进胚胎干细胞的生长,但抑制其分化的一种培育体系,这种体系就是饲养层细胞。(3)培育过程胚胎工程及其应用2(山东理综,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
15、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,都需要进行体外培育,其目的是_;从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。(2)在体外培育受精卵时,除了赐予肯定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要供应_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,假如_,即说明目的基因已经表达。解析(1)人工采集的卵母细胞要在体外培育成熟后才能与获能的精子完成受精作用,同理,在体外受精前,要对精子进行获能处理。(2)体外培育受精卵所
16、需气体主要有O2和CO2,O2是细胞代谢必需的,CO2的主要作用是维持培育液的pH。(3)将早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植,意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法;获得的基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。答案(1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精力量)获能(2)CO2培育液(基)的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)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)题后反思1胚胎移植的几个关键环节(1)胚胎移植是胚胎工程中的最终一道程序,移植的胚胎必需
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