高考生物二轮复习 胚胎工程教案(1)
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2020年高考生物专题复习:胚胎工程一、教学内容胚胎工程二、本讲重点精子和卵细胞形成过程的比较、受精作用胚胎发育胚胎移植与胚胎分割移植胚胎干细胞的研究与应用.三、全面突破知识点1 生殖细胞的形成与受精作用(一)精子和卵细胞发生的比较说明:①不同动物的精子形态和大小略有不同,与动物体型大小无关;②每个雌性哺乳动物的卵巢中含有大量的卵泡,能发育成熟排卵的卵泡数量较少,参与受精的卵子数更少.(二)受精作用的场所、过程在输卵管内:说明:①成熟的精子必须在雌性生殖道内,在卵泡液、输卵管分泌物等作用下才能获得受精能力;②卵子都要在输卵管中进一步成熟,到减数第二次分裂中期时,才具备受精能力;③受精和受精完成的标志不同,受精的标志是第二极体的形成,受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子;④雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核,应理解为在原来细胞核基础上形成的新核,原核膜已经破裂;⑤将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时,应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟状态(M Ⅱ中期).【典型例题】例1. 关于哺乳动物减数分裂及受精作用的说法正确的是( )A .经减数分裂形成成熟的精子和卵子后,才能完成受精作用形成受精卵B .次级卵母细胞只有与精子结合以后,才能完成减数第二次分裂C .精子在睾丸内成熟和获能后,才能与卵子结合D .精子获能的本质就是使已经成熟的精子获得与卵子结合所需的足够的能量答案:B解析:成熟的精子必须获能后才能参与受精,获能的场所是雌性生殖道内,获能的实质是在雌性生殖道内发生相应的生理变化从而获得受精能力(而不是获得能量).知识点2 胚胎发育与胚胎移植、胚胎分割移植(一)胚胎发育1、胚胎发育的场所:输卵管、子宫2、过程:受精卵−−→−卵裂桑椹胚−−−→−分裂分化囊胚−−−→−分裂分化原肠胚−−−→−组织分化胎儿 (1)受精卵是个体发育的起点,其发育场所是输卵管;(2)桑椹胚的特点:细胞数目在32个左右,细胞排列致密,形似桑椹,由具有发育全能性的细胞构成.(3)囊胚的特点:①细胞分化形成内细胞团和滋养层,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层将来发育成胎膜和胎盘;②出现囊胚腔,即胚胎内部一个含有液体的囊腔;③发生孵化,即囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来.囊胚形成过程的集中变化可以归纳如下:类型纵坐标意义胚胎所有细胞的体积①核、质质量比值②细胞表面积与体积之比③有机物的种类①每个细胞的体积②有机物的总量(二)胚胎移植:(1)生理基础:①供体和受体具有相同的生理环境;②早期胚胎处于游离状态,便于胚胎的收集;③受体对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥反应;④供体胚胎与受体子宫建立正常的组织联系,且移入的胚胎遗传物质不会改变;(2)胚胎移植的基本程序:①供体与受体的选择与处理;②配种或人工受精;③对胚胎采集、检查或保存;④胚胎移植及移植后检查.以良种牛的胚胎移植为例,图解如下:(3)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充分发挥优良个体的繁殖潜能.(三)胚胎分割移植(1)方法:机械方法(2)分割时期:发育良好的桑椹胚或囊胚(3)注意事项:囊胚分割时,内细胞团要均等分割(4)过程:注意:受精卵形成并发育成后代属于有性生殖,而胚胎分割移植属于无性生殖.【典型例题】例2.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期.其特点是()A.细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积有所减小,胚胎的总体积增加C.胚胎有机物总量增加,细胞DNA总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减小,核物质(质量)与质物质比值增大解析:本题考查胚胎发育过程中卵裂期的特点,卵裂期的细胞分化程度很小,具有发育成完整个体的能力,所以具有很高的全能性.卵裂期主要发生细胞的有丝分裂,每个细胞的体积减小,而此时整个胚胎的体积变化不大.胚胎发育初期,所需营养物质来自卵细胞中储存的有机物,由于分裂、代谢等活动都消耗有机物,故有机物的总量减少;细胞分裂中DNA复制后平均分配,所以所有细胞的DNA总量增加.细胞体积越小,细胞相对表面积越大,物质运输的效率越高.答案:A例3.下列有关动物胚胎移植的叙述中,不正确的是()A.从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同期发情状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿技术只有受精及早期胚胎发育过程在体外进行,形成个体仍然依靠子宫解析:胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程,是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换.用雌激素等使供体与受体处于同期发情状态,用促性腺激素使供体超数排卵.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.几乎所有动物都不采用受精卵和原肠胚阶段的胚胎进行移植,因为不便操作或分化程度高,导致移植成功率很低.试管婴儿并不是指在试管中形成的婴儿,而是指受精及早期胚胎发育在体外进行.答案:A例4.人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养,在体外培育出组织或器官,并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗.你认为能否用肌细胞代替干细胞?()A.不能,因为肌细胞与干细胞所含的遗传物质不同B.不能,因为肌细胞是高度分化的细胞,没有分裂能力C.能,因为肌细胞虽然是分化的细胞,但在一定条件下,也可脱分化,实现细胞的全能性D.能,因为肌细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质解析:同一生物体内不同种类的细胞所含的遗传物质相同,只是基因选择性表达导致分化为不同的组织.动物细胞全能性表达比较困难,分裂能力强的干细胞在体外可以培育出组织或器官,但肌细胞已高度分化,几乎无分裂能力,故不能代替干细胞.答案:B例5.胚胎移植的基本程序如图(以牛胚胎移植为例),请据图回答:(1)对供体母牛、供体公牛的要求是.(2)促进供体母牛超数排卵的方法是,冲卵中的“卵”是指.(3)哺乳动物受精过程由下列中的机制阻止多精入卵受精(多选).A.精子获能具有差异性B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应D.精子入卵后,触发卵黄膜的封闭作用(4)受精有关过程有:①第一次卵裂开始,②释放第二极体,③顶体反应,④穿越透明带,⑤雌、雄原核的形成,⑥核膜消失,雌、雄原核融合.其正确的顺序为______________(填序号),受精的标志是.(5)若供体母牛具有许多优良性状,可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程,请回答下列有关问题:①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是.②用于核移植的供体细胞一般选用代以内的细胞,原因是_________________ .解析:(1)进行胚胎移植的供体公、母牛必须是具有优良遗传性状的同种牛.(2)胚胎移植首先要对供、受体母牛进行选择,并用激素进行同期发情处理,注射促性腺激素促进供体母牛超数排卵.配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来.(3)透明带反应是防止多个精子进入透明带引起多精入卵受精的第一道屏障;卵黄膜的封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障.(4)受精过程为:①精卵相遇,发生顶体反应,精子穿过放射冠;②精子接触透明带;③精子穿过透明带,接触卵黄膜;④精子头膨胀,同时卵子完成第二次成熟分裂,释放第二极体;⑤雌、雄原核形成;⑥核膜消失,两个原核融合;⑦第一次卵裂即将开始.(5)①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法;②用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞,10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础.答案:(1)具有优良遗传性状的同种牛(2)注射促性腺激素胚胎(早期)(3)B、D(4)③④②⑤⑥①卵黄膜和透明带间出现两个极体(5)①显微操作去核法②10 10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型知识点3:胚胎干细胞1、特性:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显.2、功能:①具有发育的全能性,可以分化为成年动物的任何一种组织细胞;②在体外培养条件下可以不断增殖而不发生分化,可以冷冻保存,也可以进行某些遗传改造.3、应用:①治疗人类某些顽症:如人帕金森综合症、脑瘤、白血病等;②培育出人造组织或器官,用于器官移植(治疗性克隆;)③研究细胞体外分化的理想材料.4、研究进展:胚胎干细胞技术是一个发展空间极为广阔的研究领域,很多亟待解决的问题,都将成为当前乃至未来人们攻坚的热点,下面仅列举几个方面来进行说明.(1)胚胎干细胞维持自我更新和定向分化的分子机理.只有对胚胎干细胞的分子机理有深入的了解,才能建立高效的培养体系,并为细胞治疗提供理论基础.随着细胞、分子生物学理论和技术的发展,胚胎干细胞的自我更新、定向分化中胞内信号和胞外调控因子的鉴别,将是热门的研究内容,有望在近期取得突破.(2)如何使胚胎干细胞既能维持体外培养条件下的增殖,又不发生分化?目前,在防止胚胎干细胞体外培养分化方面取得了一些研究进展,但效果仍不能令人满意,尚需对培养条件作进一步优化的研究工作.(3)对胚胎干细胞诱导分化后,分化细胞的增殖仍是难以解决的问题.如何得到组织工程所需种子细胞的数量,以及如何纯化分化后的细胞,也需做很多研究工作.(4)如何诱导胚胎干细胞定向分化?理论上讲,胚胎干细胞可以分化成各种组织细胞,可形成各种器官.但是,目前对从胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不十分清楚,这限制了当前胚胎干细胞的临床应用.【典型例题】例6.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图.请回答:(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期的内细胞团或胎儿的_____中分离得到的一类细胞.(2)图中分化程度最低的干细胞是______.在体外培养条件下,培养液中加入___因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化.(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________的结果.(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓移植治疗的实质是将上图的______________细胞移植到患者体内.(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的___________,其原因是___________.(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的______________期.(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用__________细胞与骨髓细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌__________________的杂交瘤细胞.解析:(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺细胞中分离出来的一类细胞,囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞.(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,全能性最高,在体外培养条件下,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞,培养液中加入分化诱导因子.(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果.(4)骨髓是人体的造血器官,其内存在造血干细胞,骨髓移植治疗的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内.(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体.(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成.(7)制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用B淋巴细胞与骨髓细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞.答案:(1)囊胚原始性腺细胞(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞细胞中无细胞核(6)间(7)B淋巴特异性抗体四.本讲小结。
胚胎工程课标要求 核心考点五年考情 核心素养对接1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程;2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术 胚胎工程的理论基础2023:江苏T17、广东T3; 2022:北京T11 生命观念——理解胚胎发育的基本过程及胚胎工程的应用,了解生命的发生、发展过程 胚胎工程技术及其应用 2023:浙江1月T12; 2022:全国甲T38、江苏T4; 2021:湖南T22(3)、浙江6月T20; 2020:山东T14、浙江1月T17、江苏T23;2019:江苏T29(3)命题分析预测 1.高考对胚胎工程的考查频率相对较低,主要集中在早期胚胎的获得和胚胎移植两方面,常与基因工程、细胞工程结合起来进行综合考查。
2.预计2025年高考可能会结合科研实践情境,将本部分知识与其他模块内容相结合,分层设置问题,体现高考试题的综合性和应用性考点1 胚胎工程的理论基础学生用书P3401.胚胎工程概念的理解2.受精作用教材补遗[选必3 P56“相关信息”]使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。
3.胚胎早期发育的过程教材补遗[选必3 P59“思考·讨论”]将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时,应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎。
基础自测1.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。
(×)2.在胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
(√)3.囊胚期细胞还没有分化。
(×)4.原肠胚变大导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫作孵化。
(×)深度思考1.刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗?为什么?提示不能。
精子要获能后才具备受精能力,卵子必须进一步成熟到MⅡ期才能受精。
2.卵裂期胚胎在发育过程中物质和体积有何变化规律?提示①有机物:胚胎没有和母体建立联系,没有从母体获取有机物,但一直进行呼吸消耗有机物,故有机物总量减少。
309教育网
309教育资源库 专题16 胚胎工程与生态工程
1.从近五年的全国卷命题来看,对于胚胎移植的概念及移植胚胎的来源有所考查,其他知识均未涉及。
2.多以简单的科研实例为载体考查本部分知识。
如胚胎移植的概念、基本程序等。
有时也会结合基因工程技术或动物细胞工程技术综合考查。
3.备考时,注意以下两个方面:
(1)图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。
(2)列表比较法理解生态工程的五个原理与实例。
【知识网络】
一、生态工程的原理
1.基本原理
(1)物质循环再生原理:物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。
(2)物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
(3)协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。
(4)整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(5)系统学和工程学原理:包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
二、胚胎工程的基本原理及应用
1.受精与早期胚胎培养
(1)体内受精的过程:。
⾼中⽣物第三章胚胎⼯程第2节胚胎⼯程教案第⼆节胚胎⼯程1.(1)概念:采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精⼦,使其在试管中受精。
(2)过程:1.(1)试管⽜是在试管中发育成的吗?(2)精⼦不经过获能处理,可以⽤来进⾏体外受精吗?【提⽰】 (1)不是。
试管⽜是⼈⼯采集⽜的卵母细胞和精⼦,让它们在体外(试管中)完成受精作⽤并发育成早期胚胎,然后再移植到受体母⽜⼦宫内发育,直到分娩。
(2)不可以。
只有经过获能处理的精⼦才能够穿⼊到卵细胞内部。
2.胚胎体外培养(1)概念:通过⼈⼯创造的环境,对获取的早期胚胎进⾏体外培养。
(2)特点:必须配制⼀系列含有不同成分的培养液,⽤以培养不同发育时期的胚胎。
1.作⽤胚胎⼯程中获得后代的唯⼀⽅法。
2.过程指将经济价值较⾼、遗传性状优良的母畜,经过激素处理,使其超数排卵后受精,然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的⼦宫内,通过代孕母妊娠产仔的技术。
3.优点:可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜⼒。
(1)供体的职能:专门产⽣具有优良遗传特性的胚胎。
(2)受体的职能:担任繁重⽽漫长的妊娠和育仔的任务。
1.概念指借助显微操作技术将早期胚胎切割成⼏等份,再移植到代孕母⼦宫中发育,产⽣同卵多仔后代的技术。
2.基本过程(1)分割:将发育良好的胚胎移⼊含有培养液的培养⽫中,在显微镜下⽤切割针或切割⼑将胚胎分割开,或者采⽤酶处理等⽅式将卵裂球中的细胞分散开。
(2)移植:分割的胚胎或细胞直接移植给受体,或在体外培养到囊胚阶段,再移植到受体内,着床发育产仔。
2.胚胎分割是什么⽣殖⽅式?(有性⽣殖、⽆性⽣殖)【提⽰】⽆性⽣殖,没有经过精卵结合。
1.特点胚胎⼲细胞是⼀种未分化细胞,具有发育全能性和⼆倍体核型。
2.作⽤胚胎⼲细胞在适当条件下,可被诱导分化为多种细胞、组织,具有重要的⽣产和临床医学价值。
3.胚胎⼲细胞培养(1)关键:需要⼀种必须能促进胚胎⼲细胞的⽣长,同时还要抑制其分化的培养体系。
课时课题:选修3 专题3 胚胎工程课型:复习课二、体外受精与胚胎的早期培养内容难度不大,引导学生自主总结考查点(1)A细胞是________,在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到________时期的胚胎进行操作。
教学反思:胚胎工程的内容不是很多,难度也不大,识记点较多,在高考中考查主要限于获取信息能力和综合应用能力。
所以本节内容围绕知识主线,精心设计问题,特别注重前后问题间的意义和逻辑联系,引导学生回顾总结基本考查点并深入理解,加强巩固训练,取得了较好的效果。
附:课时作业一、选择题1.2009年3月底,新疆塔城地区种牛场成功运用胚胎分割技术,使一头美国褐牛顺利产下一对同卵双胞胎公牛犊。
下列关于胚胎分割技术叙述正确的是() A.胚胎分割可将早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技术可获得同卵双胎或多胎C.胚胎分割技术应属于有性生殖D.胚胎分割可以选择任意时期的胚胎进行2.(2012年台州一模)科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时,首先用激素促进良种母牛超数排卵,然后进行体外受精和培育,最后把胚胎送入母牛子宫内,孕育成小牛产出。
下列分析错误的是()A.供体与受体在胚胎移植前后的生理环境须保持一致B.在胚胎移植前可采用胚胎分割技术快速繁殖良种牛C.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆范畴D.须配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎3.美国杜克大学医疗中心的一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露,他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器,成功地在实验室培育出了新的动脉血管。
这种血管的外形和功能与真的血管一样。
这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。
下列关于以上技术的叙述中,不正确的是()A.以上技术属于“克隆”B.这种技术可能要利用去核卵细胞C.这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D.这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能4.(2012年威海质检)下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是()A.图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大C.兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D.原肠胚是进行胚胎移植的最好时期二、非选择题5.(2012年深圳一调)牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答:(1)图中a、b、c过程分别是指__________、________、______________。
一、人教高考生物复习教案:克隆技术与胚胎工程专题二、教学目标:1. 理解克隆技术的概念、原理及其应用。
2. 掌握胚胎工程的基本技术及其在实际生产中的应用。
3. 能够分析克隆技术和胚胎工程在生物科学和人类生活中的重要意义。
三、教学内容:1. 克隆技术的概念、原理及其应用。
2. 胚胎工程的基本技术及其在实际生产中的应用。
3. 克隆技术和胚胎工程在生物科学和人类生活中的重要意义。
四、教学过程:1. 导入:通过播放克隆技术的相关视频,引发学生对克隆技术和胚胎工程的好奇心,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:讲解克隆技术的概念、原理及其应用,讲解胚胎工程的基本技术及其在实际生产中的应用。
3. 讨论:组织学生分组讨论克隆技术和胚胎工程在生物科学和人类生活中的重要意义。
4. 总结:对讲解和讨论的内容进行总结,帮助学生形成系统的知识结构。
五、教学评价:1. 课堂问答:通过提问的方式检查学生对克隆技术和胚胎工程的理解程度。
2. 小组报告:评估学生在讨论中的表现,检查学生对克隆技术和胚胎工程应用的理解程度。
3. 课后作业:布置相关的练习题,巩固学生对克隆技术和胚胎工程的知识掌握。
六、人教高考生物复习教案:克隆技术与胚胎工程专题(六)七、教学目标:1. 深入理解克隆技术在不同领域的应用案例。
2. 学会分析克隆技术可能带来的伦理和道德问题。
3. 能够就克隆技术的利弊展开讨论。
八、教学内容:1. 克隆技术在不同领域的具体应用案例分析。
2. 克隆技术引发的伦理和道德问题讨论。
3. 克隆技术的利弊分析。
九、教学过程:1. 导入:通过展示克隆技术在不同领域的应用案例,引导学生思考克隆技术的实际应用情况。
2. 讲解:详细讲解克隆技术在不同领域的应用案例,分析其优势和不足。
3. 伦理讨论:组织学生就克隆技术可能引发的伦理和道德问题进行分组讨论。
4. 利弊分析:让学生就克隆技术的利弊展开辩论,提高其分析问题和表达观点的能力。
5. 总结:对讲解和讨论的内容进行总结,帮助学生形成系统的知识结构。
1.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养超数排卵法:用促性腺激素处理后冲卵直接采集法:从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取(2)精子的采集和获能采集:假阴道法、手握法、电刺激法获能:培养法、化学诱导法(3)受精:获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。
2.胚胎的早期培养(1)目的:检查受精状况和受精卵的发育能力。
(2两“盐”:无机盐和有机盐两“素”:维生素和激素两“酸”:氨基酸和核苷酸另有水和血清等(3)胚胎处理:向受体移植或冷冻保存。
3.胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植①地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。
②过程③意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
(2)胚胎分割①材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
②实质:胚胎分割可增加动物后代,其实质是动物的无性生殖即克隆。
③分割要求:对囊胚分割时,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。
(3)胚胎干细胞①来源:早期胚胎或原始性腺。
②特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;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。
考向一体外受精过程分析1.如图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是A .获取的精子经获能后才能进行体外受精B .②过程只与细胞膜的流动性有关C .③过程的细胞增殖方式是有丝分裂D .④过程属于胚胎移植过程【参考答案】B技法提炼1.人工授精和体外受精的比较比较项目人工授精体外受精概念人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液,再将其注入正在发情的母畜的生殖道中,使母畜受孕的过程体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术场所母畜的生殖道内体外过程人工采精→检查与储存精液→人工授精(用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中)胚胎发育场所受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内受精卵的形成和早期胚胎发育在体外,胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内2.克隆动物和试管动物的异同(1)试管动物和克隆动物的性状不同:前者由父本和母本共同决定,后者一般与核供体相同。
2014届高考生物二轮复习胚胎工程教案教学课题:胚胎工程高考考点:考点1:动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(I)考点2:胚胎干细胞的移植(I)考点3:胚胎工程的应用(II)教学内容:1、生殖细胞的形成和早期胚胎发育(胚胎工程的理论基础)2、胚胎工程教学重点:1、动物早期胚胎发育的基本过程2、胚胎干细胞移植和胚胎工程应用教学难点:1、胚胎发育的基本过程与胚胎移植的时机2、胚胎干细胞的特点及其实践应用3、胚胎移植的生理基础及基本程序教学性质:二轮复习教案教学课时:4课时教学过程:一、知识目录:1、生殖细胞的形成和早期胚胎发育:(1)生殖细胞的形成和受精作用(2)早期胚胎发育2、胚胎工程:(1)概念(2)体外受精(3)早期胚胎培养(4)胚胎移植(5)胚胎分割(6)胚胎干细胞二、知识点讲解:知识点1:生殖细胞的形成和早期胚胎发育(胚胎工程的理论基础)1、生殖细胞的形成:(选修3P61→精子和卵子的发生)注意:(1)哺乳动物精子和卵子的形成主要的相似点和不同点:①相似点:细胞分裂的最初阶段是有丝分裂,不断增加原始生殖细胞的数量;经过减数分裂(MI,MII)才能形成精子或卵子。
②不同点:a、减数分裂中细胞质的分配,形成成熟生殖细胞的数目和是否需要变形不同;b、精子发生过程是连续的,场所是唯一的(曲细精管);卵子发生的两个过程(MI,MII)不是连续的,第一次分裂在卵巢内完成,第二次是在输卵管中与精子结合过程中完成。
c、重要区别:哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(即胎儿期)完成。
(2)精子的变形过程:精细胞核→精子头的主要部分子高尔基体→头部的顶体细中心体→精子的尾精子(包括头、颈、尾)胞线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜其他物质→原生质滴(最后脱落)▲:动物精子的大小与动物体型大小无关。
(3)哺乳动物卵巢、卵泡和卵子:①卵巢中存在卵泡,卵泡中存在卵子;卵子外面有透明带、放射冠和卵黄膜。
②正常情况下,1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。
排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。
刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成MI,需要在输卵管内进一步成熟,直到MII中期才能与精子在输卵管内结合,完成受精作用。
2、受精作用:(1)概念:精子和卵子结合成合子的过程。
自然条件下,体内受精是在雌性的输卵管内完成的。
(2)过程:受精前的准备阶段和受精阶段①准备阶段:a、精子获能:(体内受精)的精子在雌性生殖道内发生相应变化才能受精b、卵子的准备:卵子达到MII中期,才具备受精能力。
②受精阶段:a、精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜:♦1:顶体反应:卵子和精子相遇时,顶体内的酶释放出来(与细胞膜表面的糖蛋白的识别作用有关,保证同种生物精子入卵),溶解放射冠和透明带并接触卵黄膜。
♦2:透明带反应:精子触及卵黄膜瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的反应。
(防止多精入卵反应)♦3:卵黄膜封闭作用:精子入卵后,卵黄膜会立即发生拒绝其他精子再进入卵内的反应。
(防止多精入卵的第二道屏障)b、原核的形成:雄原核的形成:精子入卵后尾部脱落,原有核膜破裂,新形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子核大的核,叫雄原核。
雌原核的形成:精子入卵后,被激活的卵子完成MII,排出第二极体后,形成雌原核。
(雌原核一般略小于雄原核)c、配子结合:雄、雌原核充分发育,相向移动,彼此接触,二者体积缩小,合并,两组核染色体合为一组,形成一个含二倍染色体的合子。
▲:受精的标志:在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。
受精完成的标志:雌雄原核的融合。
例2、关于哺乳动物减数分裂及受精作用的说法正确的是(B)A.经减数分裂形成成熟的精子和卵子后,才能完成受精作用形成受精卵B.次级卵母细胞只有与精子结合以后,才能完成减数第二次分裂C.精子在睾丸内成熟和获能后,才能与卵子结合D.精子获能的本质就是使已经成熟的精子获得与卵子结合所需的足够的能量知识点2:早期胚胎发育(选修3P66)1、卵裂期:透明带内进行的有丝分裂时期。
特点:细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加,略缩小,导致每个细胞的体积在减小。
例3、哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是(A )A.细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大B.逐渐出现了原肠腔,并有了胚层的分化C.细胞的数目增多,有机物含量大增D.每个细胞的DNA含量不断增加,全能性增高2、桑椹胚:当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹。
特点:此阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能性细胞。
例4、以下关于桑椹胚的说法不正确的是(C)A.胚胎细胞达到32个左右,形似桑椹B.每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,即每个细胞都具有全能性C.良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完成相同的小牛,性别一定为雌性D.是由受精卵经有丝分裂产生的3、囊胚:①开始出现细胞分化;②内细胞团:聚集在胚胎的一端,个体较大的细胞(ICM)。
(将来发育成胎儿的各种组织)滋养层细胞:沿透明带内壁扩展和排列的个体较小的细胞。
(将来发育成胎膜和胎盘)③囊胚腔:胚胎内部出现的含液体的囊腔。
④孵化:胚胎从透明带内伸展出来的过程。
4、原肠胚:囊胚孵化后,再进一步发育。
三胚层:外胚层(内细胞团表层细胞);内胚层(内细胞团下方细胞);中胚层二腔:囊胚腔;原肠腔(由内胚层包围的腔)注意:▲1:个体发育的起点为受精卵,终点是性成熟个体。
个体发育包括胚胎发育和胚后发育。
▲2:胚胎分割的时期:囊胚之前(桑椹胚及之前为最佳时期)例5、下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述中,正确的是(B)A.囊胚与桑椹胚相比,每个细胞内DNA总量增加B.囊胚与桑椹胚相比,细胞数目较多C.组成囊胚和桑椹胚的细胞,都是全能细胞D.桑椹胚的形成在卵巢,囊胚的形成在输卵管知识点3:胚胎工程1、胚胎工程的概念:(选修3P59)是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
2、试管动物技术:(选修3P69)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,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术。
(包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等胚胎工程技术)3、体外受精:(选修3P69)主要步骤:(1)卵母细胞的采集和培养:①采集:a、对于实验动物: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,直接与获能精子在体外受精。
b、对于大家畜或大型动物:活体采集(借助超声波探测仪,内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞)或屠宰场收集。
②培养:采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。
(2)精子的采集和获能:(选修3P70)①采集:方法有假阴道法,手握法和电刺激法等②获能:培养法和化学诱导法♦:获能是让精子具有能与卵细胞结合的能力,并不是获得更多的能量。
(3)受精:精子和卵子一般要放在培养液小滴(获能溶液或专用受精溶液内培养一段时间才能受精)例6、下列关于卵细胞采集的叙述不正确的是(D )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4、早期胚胎培养:(选修3P72)(1)培养液(发育培养液)成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清。
(2)胚胎去向:向受体移植或冷冻保存。
5、胚胎移植:(选修3P74)(1)概念:(选修3P74)①材料:早期胚胎(体内或体外)②受体对象:同种的、生理状态相同的其他雌性动物③实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程)(2)意义:(选修3P75)①充分发挥雌性优良动物个体的繁殖潜力,大量繁殖后代。
②大大缩短了供体本身的繁殖周期。
(3)生理学基础:(选修3P76)①同种动物发情排卵后,供、受体生殖器官的生理变化相同。
②早期胚胎一定时间内处于游离状态。
③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
④移植胚胎不改变遗传特性。
(4)基本程序:(选修3P76)①对供、受体的选择和处理:例如:对供、受体母牛进行选择,并用激素(促性腺激素)进行同期发情处理,而后用激素对供体母牛做超数排卵处理(超排)。
②配种或进行人工授精:例如:超数排卵的母牛发情后,选择同种优秀公牛进行配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存:♦1:收集胚胎的方法:冲卵(用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内胚胎冲洗出来)♦2:冲卵后,应对胚胎进行质量检查(胚胎应发育到桑椹胚或囊胚)和保存。
(放入-196℃液氮保存)④移植胚胎及检查:▲:移植方法:手术法或非手术法例7、下列有关动物胚胎移植的叙述中,错误的是(D )A.受孕母畜体内的早期胚胎能够移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成(5)应用:胚胎移植技术目前主要应用于:①解决某些不孕症者的生育问题②提高良种家畜的繁殖能力。
例8、胚胎移植技术目前主要应用于(A )A.解决某些不孕症患者的生育问题B.治疗某些疾病C.降低良种家畜的繁殖力D.提高动物的抗病力6、胚胎分割:(选修3P78)(1)概念:指采用方法将早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
▲:胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(2)材料选择:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
▲:对囊胚阶段的胚胎分割,要注意将内细胞团均等分割。
(3)意义:(选修3P79→最后一段)例9、下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请据图回答:(1)在进行体外受精前要对精子进行_____________处理。
②指的是______________。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到__________时期的胚胎进行操作(在操作时要注意将___________均等分割)。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是______________。
(4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎_______________。
答案:(1)获能;囊胚腔(2)桑葚胚或囊胚;内细胞团(3)具有相同的遗传物质(4)不发生排斥反应7、胚胎干细胞:(选修3P80)(1)概念:哺乳动物的胚胎干细胞(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形态上:体积小,细胞核大,核仁明显②功能上:具有发育的全能性③在体外可增殖而不发生分化;可冷冻保存,也可进行遗传改造。