2020版高考生物大一轮人教课件:第十单元 第35讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题 .pptx
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1、,第35讲 胚胎工程与生物技术的 安全性和伦理问题,第十单元 现代生物科技专题,KAO GANG YAO QIU,考纲要求,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()。 4.转基因生物的安全性()。 5.生物武器对人类的威胁()。 6.生物技术中的伦理问题()。,NEI RONG SUO YIN,内容索引,考点一,体内受精和早期胚胎发育,1.精子和卵子的发生,答案,知识梳理,曲细精管,卵巢,初情期,答案,有丝分裂,连续的,不连续的,2.体内受精 (1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在_ _发生相应的生理变化后,才
2、能获得受精能力。 (2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,当达到_期时,才具备与精子受精的能力。,雌性动物生,殖道,减数第二次分裂中,答案,(3)受精过程,顶体,透明带反应,卵细胞膜反应,答案,细胞分裂方式: 分裂 细胞数量增多,胚胎总体积不增加或略有缩小,3.早期胚胎发育,有丝,内细胞团,滋养层细胞,答案,卵裂,细胞数目为32个左右 细胞都具有全能性, :发育为胎儿的各种组织 :发育成胎膜和胎盘,外胚层:内细胞团表层的细胞形成 内胚层:内细胞团下方的细胞形成,桑椹胚,囊胚,原肠胚,1.有关精、卵细胞的发生及受精的判断 (1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的( ) (2)卵子形成过程中
3、,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的( ) (3)排卵是指卵泡从卵巢中排出( ) (4)雄性动物刚刚排出的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力 ( ) (5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体( ) (6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障( ),常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,答案,2.有关早期胚胎发育的判断 (1)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大( ) (2)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加( ) (3)在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑椹胚期( ) (4)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘(
4、),答案,如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段,据图分析:,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,提示,(1)A、B、C的名称分别是什么? 提示 桑椹胚、囊胚、原肠胚。 (2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗? 提示 不是,分别是囊胚腔和原肠腔。,(3)细胞分化开始出现于哪个时期?1部分的细胞将来形成什么结构? 提示 细胞分化开始出现于B(囊胚)时期,1部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。 (4)早期胚胎的发育过程中,卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化? 提示 卵裂过程中,细胞只分裂而不生长,所以每个细胞的体积越来越小,但总体积并不增加或略有缩小。,提示,命题点
5、一 精、卵细胞的发生与受精过程分析 1.下列关于精子形成过程的叙述,错误的是 A.细胞核变为精子头的主要部分 B.高尔基体发育为头部的顶体 C.中心体演变成精子的尾 D.线粒体退化消失,命题探究,答案,解析,解析 细胞核和线粒体都是精子结构中重要的部分。其中细胞核是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。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质、产生运动能量的场所,精子的线粒体在精子形成过程中,集中于尾的基部形成线粒体鞘,是精子维持生存和提供运动能量的“动力工厂”。,2.如图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答下列有关问题:,答案,解析,(1)图中A
6、是_,B是_,E是_,阶段C是指个体发育的_期。,第一极体,合子,精子,胎儿,解析 图中为卵原细胞增殖(有丝分裂)并演变为初级卵母细胞的过程;为减数分裂,只有在受精时,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是精子,B是合子;阶段C为卵泡的形成,发生在胎儿期。,(2)精子开始形成的时期是_,精子形成过程不同于卵子形成过程的最主要特征是_,该过程保留的主要结构是_和_。,答案,解析,初情期,需要变形,细胞核,线粒体,解析 精子开始形成的时期是初情期,精原细胞经过减数分裂产生精子细胞,精子细胞需要经过变形过程才能形成精子(卵子形成不需要变形),精子细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体则会保
7、留下来。,(3)当观察到两个极体时,表明_。,答案,解析,卵子已经完成了受精,解析 当观察到两个极体时,表明卵子已经完成了受精。,(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_ (填序号)。,解析 染色体的着丝点分裂可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,即图中的。,(5)阶段C发生的场所是_。,答案,解析,卵巢,解析 阶段C(卵泡的形成)发生在卵巢内。,命题点二 早期胚胎发育过程的分析 3.(2018云南师大附中调研)下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是,答案,解析,A.图中过程表示胚胎发育,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
8、和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜 D.原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期,解析 由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育,由幼体发育为成体的过程是胚后发育,A项错误; 卵裂形成的囊胚总体积基本不变,而每个细胞的体积减小,B项错误; 兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物,都是真正的陆生脊椎动物,羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境,还具有防震和保护作用,C项正确; 原肠胚期已发生了细胞的分化,最好在早期胚胎时进行移植,如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植,而其他生物要在更早阶段进行,D项错误。,4.下列关于蛙胚胎发育过程的叙述,正确的是 A.通过细胞分裂不断增加细胞数量,并在一定时期发生细
9、胞分化 B.胚胎发育过程中细胞不断分裂,但不发生凋亡 C.随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断增加 D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加,答案,解析,解析 在蛙的胚胎发育过程中,通过细胞分裂增加细胞数量,在囊胚期细胞开始分化,A项正确; 胚胎发育过程中,既有细胞的分裂和分化,也有细胞的衰老和凋亡,B错误; 在蛙胚胎发育的过程中,由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量不断减少,C错误; 蛙胚胎发育过程中需要从环境中获得氧气,但利用的营养物质是受精卵自身含有的,D错误。,考点二,体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用,1.体外受精 (1) 卵母细胞的采集和培养,知识梳理,答案,
10、超数排卵法:用 处理后从输卵管中 冲取卵子 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卵母细胞,促性腺激素,(2) 精子的采集和获能,采集: 、手握法、_ 获能: 、化学诱导法,假阴道法,电刺激法,培养法,(3)受精: 和培养成熟的卵子在 或专用的受精溶液中完成受精过程。,获能的精子,获能溶液,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。,答案,两“盐”:_ 两“素”:_ 两“酸”:氨基酸和核苷酸 另有水和血清等,(2)培养液成分巧记,无机盐和有机盐,维生素和激素,(3)胚胎处理:向_或冷冻保存。,受体移植,早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的
11、比较,归纳总结,3.胚胎工程的应用及前景 (1)胚胎移植 地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。 过程,答案,同期发情,超数,胚胎移植,意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (2)胚胎分割 材料:发育良好、形态正常的 。 实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是 。 分割要求:对囊胚分割时,要注意将 均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,答案,桑椹胚或囊胚,动物的无性生殖即克隆,内细胞团,(1)胚胎移植的生理学基础 胚胎能够移入受体的生理基础:哺乳动物排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。 胚胎收集的生理基础:早期胚胎形成后,在一定时间内未与母体子宫建立组织
12、上的联系,而是处于游离状态。 胚胎在受体内能够存活的生理基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 供体胚胎正常发育的生理基础:供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,且供体胚胎的遗传特性不受任何影响。,深化拓展,(2)试管动物与克隆动物的比较,4.胚胎干细胞 (1)胚胎干细胞是由 或 中分离出来的一类细胞。,形态:体积 、细胞核 、 明显 功能:具有发育的_ 体外培养:可增殖而不_,(2)特点,(3)应用,治疗人类的某些顽症 培育_ 研究体外细胞分化的理想材料,早期胚胎,原始性腺,小,大,核仁,全能性,发生分化,人造组织器官,答案,1.有关胚胎移植与胚胎分割技术的判断 (
13、1)在胚胎移植中,对供体母畜要进行超数排卵处理,对供、受体要进行同期发情处理( ) (2)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理( ) (3)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚( ) (4)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低( ) (5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎( ) (6)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割( ) (7)在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割( ),常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,答案,2.有关胚胎干细胞的判断 (1)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点( )
14、(2)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( ) (3)胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化( ),答案,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,据图分析胚胎移植的操作流程 (1)图中供体牛和受体牛分别是哪些?选择标准是什么? 提示 供体牛是良种公、母牛;受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。 选择标准:供体是遗传性能和生产性能优良的个体,受体是健康、有繁殖能力的个体。 (2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理? 提示 对供体母牛进行超数排卵处理;对供、受体母牛进行同期发情处理。,提示,(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚
15、胎? 提示 桑椹胚或囊胚。 (4)排卵和冲卵有什么区别? 提示 排卵是指卵子从卵泡中排出,冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。,提示,命题点一 体外受精过程和早期胚胎培养原理及过程分析 1.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代生物工程技术,、表示其结果,下列说法正确的是,答案,解析,命题探究,A.若a是核移植技术,反映了动物细胞也具有全能性 B.若c是胚胎分割技术,中个体的基因型和表现型一 定相同 C.中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的 雌性动物 D.若b是体外受精技术,则为良种家畜快速大量繁殖 提供了可能,解析 若a是体细胞核移植技术,则反映了动物体细胞的
16、细胞核具有全能性,A错误; 胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同,但表现型不一定完全相同,因为表现型还受环境的影响,B错误; 中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物,而受体只要健康和具有良好的繁殖能力即可,不需要是珍稀或存量少的雌性动物,C错误; 若b是体外受精技术,则为试管动物,这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,D正确。,解析 培育试管婴儿时,为了提高受孕率,对女性用促性腺激素处理,可促进女性排出更多的卵子。早期胚胎发育过程中,从受精卵到原肠胚依次经历了卵裂期桑椹胚期囊胚期,囊胚期透明带破裂,胚胎从中伸展出来,称为孵化。,2.(2018齐齐哈尔高三第三次模拟)随着生物技术的发展,现
17、代的试管婴儿技术不仅能解决部分人的生育问题,还能实现优生优育。回答下列问题: (1)培育试管婴儿时,为了提高受孕率,需培植多个胚胎,因此需要用_ _处理,促进女性排出更多的卵子。从早期胚胎发育过程分析,从受精卵到原肠胚的过程中依次经历卵裂期_,出现孵化的时期为_期。,答案,解析,促性,腺激素,桑椹胚期囊胚期,囊胚,解析 血友病为伴X染色体隐性遗传病,妻子是血友病患者,丈夫正常,则其儿子一定患病,女儿一定正常,为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行性别鉴定。囊胚中的滋养层细胞将来发育为胎膜、胎盘,取滋养层细胞进行基因检测不会对早期胚胎造成伤害。在基因工程中目的基因的检测和鉴定会用到被荧光
18、或放射性同位素标记的目的基因单链制成的DNA探针。,(2)优生的最基本的目的是让每个家庭生出健康的孩子,若一对夫妻,妻子是血友病患者,丈夫正常,为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行_,目前最有效、最准确的方法是SRYPCR法,操作的基本程序是:从被检测的囊胚中取出几个细胞,提取DNA进行扩增,然后用DNA探针进行检测。在基因工程中_时也会用到DNA探针。,性别鉴定,目的基因的检测和鉴定,答案,解析,解析 胚胎分割移植技术提高了胚胎的利用率,让优良雌性供体仅提供胚胎,让普通雌性受体承担孕育胚胎的任务,因此大大缩短了供体本身的繁殖周期,可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,加快繁殖速度。,
19、(3)在试管婴儿技术中用到了胚胎移植技术,而在一些优良家畜繁育过程中常会用到胚胎分割移植技术,该技术在生产实践中的重要意义是_ _。,大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,答案,解析,命题点二 胚胎移植和干细胞技术应用实例分析 3.(2019河北省高三模考)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况,缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8克,如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白,所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图:,(1)通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,常要用化学诱导法对
20、羊的精子进行_处理,即用一定浓度的_处理。,答案,解析,获能,肝素或钙离子载体A23187溶液,解析 通过采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行化学诱导处理,可使之获能。,解析 已知白蛋白基因的碱基序列,可用DNA合成仪通过人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外,还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子,乳腺蛋白基因的启动子可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录,终止子可使转录停止。,(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列,一般采用_的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、_、_
21、、标记基因等部分。,答案,解析,人工合成,乳腺蛋白基因的启动子,终止子,(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的_细胞进行鉴定,一般采用SRYPCR法,选择出现阴性反应的_(性别)胚胎进行移植。,答案,解析,滋养层,雌性,解析 滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘,取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别,对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达,以便从乳汁中提取白蛋白,因此应选择雌性胚胎进行移植。,4.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题:,答案,解析,解析 胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这个早期胚胎指的是囊胚阶段
22、的内细胞团。,(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。,囊胚,原始性腺,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。,答案,解析,解析 图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,其全能性最高,在体外培养条件下,在培养液中加入分化诱导因子,则该种干细胞可被诱导分化形成不同类型的组织细胞。,胚胎干细胞,分化诱导,(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。骨髓移植的实质是将上图中的_细胞移植到患者体内。,(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
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