2020版生物高考新素养总复习中图版课件:第32讲 胚胎工程与生态工程(含生物技术的安全性和伦理问题) .pdf
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1、基础自主学习核心互动探究 第第32讲 胚胎工程与生态工程讲 胚胎工程与生态工程(含生物技术的安全性和伦理问题含生物技术的安全性和伦理问题) 最新考纲最新考纲近三年高考近三年高考 1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础() 2.胚胎干细胞的移植胚胎干细胞的移植() 3.胚胎工程的应用胚胎工程的应用() 4.转基因生物的安全性转基因生物的安全性() 5.生物武器对人类的威胁生物武器对人类的威胁() 6.生物技术中的伦理问题生物技术中的伦理问题() 7.简述生态工程的原理简述生态工程的原理() 8.生态工程的实例生态工程的实例() 2016全国卷全国
2、卷(40) 基础自主学习核心互动探究 1.胚胎工程的概念胚胎工程的概念 对动物对动物_所进行的多种显微操作和处理技术,如所进行的多种显微操作和处理技术,如_、 _、_、 _等技术。等技术。 考点一 体内受精和早期胚胎发育考点一 体内受精和早期胚胎发育 早期胚胎或配子早期胚胎或配子体外受精体外受精 胚胎移植胚胎移植胚胎分割胚胎分割胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 基础自主学习核心互动探究 2.精子和卵子的发生精子和卵子的发生 项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生 场所场所睾丸曲细精管睾丸曲细精管_ 时间时间从从_开始开始胚胎出现胚胎出现_后后 变形变形_不需变形不需变形 分裂分裂均等分裂
3、均等分裂_(第一极体分裂除外第一极体分裂除外) 结果结果形成形成_个精子个精子形成形成_和和3个极体个极体 卵巢卵巢 初情期初情期性别分化性别分化 需变形需变形 不均等分裂不均等分裂 41个卵子个卵子 基础自主学习核心互动探究 3.受精作用受精作用 (1)场所:雌性的场所:雌性的_。 (2)过程过程 输卵管输卵管 M中期中期 基础自主学习核心互动探究 4.早期胚胎发育过程早期胚胎发育过程 起点起点 有丝分裂有丝分裂 增加增加不增加或略有缩小不增加或略有缩小 32 全能性全能性 胎儿的各种组织胎儿的各种组织 胎膜和胎盘胎膜和胎盘 表层表层 下方下方 基础自主学习核心互动探究 ( (中图版选修三中
4、图版选修三P47图图134拓展拓展)早期胚胎的发育过程中,卵裂时细胞的体积和所有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?的细胞体积之和有何变化? 提示提示 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;胚胎的 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;胚胎的 总体积表现为不增加或略有缩小。总体积表现为不增加或略有缩小。 基础自主学习核心互动探究 (2019湖南长沙市模拟湖南长沙市模拟)胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受 精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动
5、物受精和早期胚胎发育过程回答精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答 下列问题:下列问题: (1)在哺乳动物体内卵子的发生过程中,减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体在哺乳动物体内卵子的发生过程中,减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体 ,当次级卵母细胞发育到,当次级卵母细胞发育到 (时期时期)时才具备与精子受精的能力,受精的场所是时才具备与精子受精的能力,受精的场所是 ,判断卵子是否受精的重要标志是,判断卵子是否受精的重要标志是 。 (2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是受精过程中防止多精入卵的两道屏障是 和和 。 (3)胚胎发育过程首先是卵裂,所得每个子细胞
6、的体积比受精卵胚胎发育过程首先是卵裂,所得每个子细胞的体积比受精卵 ,胚胎发育,胚胎发育 到到 期会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫做孵化。期会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫做孵化。 基础自主学习核心互动探究 (4)胚胎干细胞是由囊胚的胚胎干细胞是由囊胚的 或或 中分离出来的一类细胞,在人类疾病治中分离出来的一类细胞,在人类疾病治 疗和科学研究中有着广泛的应用。疗和科学研究中有着广泛的应用。 解析解析 哺乳动物的卵细胞形成过程中的减数第一次分裂发生在雌性动物排卵前后,次 哺乳动物的卵细胞形成过程中的减数第一次分裂发生在雌性动物排卵前后,次 级卵母细胞发育到减数第二次分
7、裂中期才具备受精能力。受精的场所是输卵管。判断级卵母细胞发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力。受精的场所是输卵管。判断 卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。受精过程中卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。受精过程中 防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。胚胎干细胞是由囊胚的内细防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。胚胎干细胞是由囊胚的内细 胞团或原始性腺中分离出来的一类细胞。胞团或原始性腺中分离出来的一类细胞。 基础自主学习核心互动探究 答案答案 (1)排卵前后 排卵前后 M中期 输卵管 在卵细胞膜和透明带的间隙可
8、以观察到两中期 输卵管 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两 个极体个极体 (2)透明带反应 卵细胞膜反应透明带反应 卵细胞膜反应(顺序可颠倒顺序可颠倒) (3)小 囊胚小 囊胚 (4)内细胞团 原始性腺内细胞团 原始性腺 基础自主学习核心互动探究 1.体外受精与早期胚胎培养体外受精与早期胚胎培养 (1)体外受精体外受精 考点二 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用考点二 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 输卵管输卵管 卵巢卵巢 M中期中期 假阴道假阴道 培养法培养法 基础自主学习核心互动探究 (2)早期胚胎培养早期胚胎培养 培养液成分:无机盐、有机盐培养液成分:无机盐、有机盐(两盐两
9、盐);_(两素两素);_ ( 两酸两酸),另外还有水、血清等。,另外还有水、血清等。 胚胎去向:胚胎去向:_。 2.胚胎移植胚胎移植 (1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。 维生素、激素维生素、激素氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸 向受体移植或冷冻保存向受体移植或冷冻保存 基础自主学习核心互动探究 (2)主要过程主要过程 (3)意义:充分发挥意义:充分发挥_。 超数排卵超数排卵 冲胚冲胚 桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚 妊娠妊娠 雌性优良个体的繁殖潜能雌性优良个体的繁殖潜能 基础自主学习核心互动探究 3.胚胎分割胚胎分割 (1)材料:发育良好,形态正常的材料:
10、发育良好,形态正常的_。 (2)实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是_。 (3)注意:对囊胚分割时,注意将注意:对囊胚分割时,注意将_均等分割,否则会影响分割后胚胎的均等分割,否则会影响分割后胚胎的 恢复和进一步发育。恢复和进一步发育。 桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚 动物的无性繁殖或克隆动物的无性繁殖或克隆 内细胞团内细胞团 基础自主学习核心互动探究 4.胚胎干细胞胚胎干细胞(ES或或EK细胞细胞) (1)来源:来源:_。 (2)特点:形态上,体积小、细胞核大、核仁明显;功能上,具有特点:形态上,体积小、细胞核大、核仁明显;功能上,具有_; 体外
11、培养条件下可以体外培养条件下可以_。 (3)培养过程培养过程 早期胚胎或原始性腺早期胚胎或原始性腺 发育的全能性发育的全能性 增殖而不分化增殖而不分化 基础自主学习核心互动探究 1.(中图版选修三中图版选修三P53、P54“内文内文”拓展拓展)排卵和冲胚有什么区别?排卵和冲胚有什么区别? 提示提示 排卵是指卵子从卵泡中排出,冲胚是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗 排卵是指卵子从卵泡中排出,冲胚是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗 出来。出来。 2.(中图版选修三中图版选修三P49“资料资料2”拓展拓展)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内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?
12、细胞团均等分割? 提示提示 内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其 内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其 他细胞为滋养细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团他细胞为滋养细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团 均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻 或发育不良,甚至不能发育等问题。或发育不良,甚至不能发育等问题。 基础自主学习核心互动探究 1.(2018辽宁丹东一模辽宁丹东一模)器官移植中供体器官的严重缺乏一直是困
13、扰需要器官移植患者器官移植中供体器官的严重缺乏一直是困扰需要器官移植患者 的问题。中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育出了猴鼠嵌合体的问题。中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育出了猴鼠嵌合体“猴猴 鼠鼠”,期待成果可用于人体角膜等器官的移植。根据科研过程示意图回答有关问题,期待成果可用于人体角膜等器官的移植。根据科研过程示意图回答有关问题 : 基础自主学习核心互动探究 (1)图中图中培养过程中为了防止杂菌污染要加入一定量的培养过程中为了防止杂菌污染要加入一定量的 ;而由于人们对细胞;而由于人们对细胞 所需的营养物质还没有完全弄清楚,所以还要加入所需的营养物质还没有完全弄清楚,所以还
14、要加入_。 (2)囊胚已出现细胞分化,应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的囊胚已出现细胞分化,应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的 部位部位 ,才能伴随其发育成某种组织。,才能伴随其发育成某种组织。 (3)实验中实验中和和要同时注射激素在操作上称为要同时注射激素在操作上称为 。而将囊胚移入。而将囊胚移入 代 孕 母 鼠 体 内 属 于代 孕 母 鼠 体 内 属 于 技 术 , 此 技 术 对 代 孕 受 体 的 要 求 是技 术 , 此 技 术 对 代 孕 受 体 的 要 求 是 _。 (4)在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是 ,若想进一步提高胚胎,若想进
15、一步提高胚胎 的利用率,可采用的利用率,可采用 技术。技术。 基础自主学习核心互动探究 解析解析 (1)图中图中为动物细胞培养过程;在该过程中,为了防止杂菌污染要加入一定为动物细胞培养过程;在该过程中,为了防止杂菌污染要加入一定 量的抗生素;而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚,所以还要加入量的抗生素;而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚,所以还要加入 血清血清(或血浆或血浆)。(2)内细胞团将来发育成各种组织、器官。内细胞团将来发育成各种组织、器官。(3)实验中实验中和和要同时注要同时注 射激素在操作上称为同期发情处理。射激素在操作上称为同期发情处理。(4)在畜牧生产中采
16、用这种技术的优势主要是充在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是充 分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割 技术。技术。 答案答案 (1)抗生素 血清抗生素 血清(或血浆或血浆) (2)内细胞团 内细胞团 (3)同期发情处理 胚胎移植 同种同期发情处理 胚胎移植 同种 、健康的生理状态相同的其他雌性动物 、健康的生理状态相同的其他雌性动物 (4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚 胎分割胎分割 基础自主学习核心互动探究 2.(2019华大新高考联盟联考华大新高
17、考联盟联考)ES细胞细胞(胚胎干细胞胚胎干细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上在基础生物学、畜牧学和医学上 有十分重要的应用价值。请回答下列问题:有十分重要的应用价值。请回答下列问题: (1)ES细胞在体细胞在体 (填填“内内”或或“外外”)培养时,可以增殖而不发生分化。在培养时,可以增殖而不发生分化。在 ES细胞培养液中加入分化诱导因子细胞培养液中加入分化诱导因子 (只填一种即可只填一种即可)时,就可以诱导时,就可以诱导ES细细 胞向不同类型的组织细胞分化。胞向不同类型的组织细胞分化。 (2)将人的将人的ES细胞进行细胞培养时,要用细胞进行细胞培养时,要用 酶分散细胞,制成细胞悬酶分散细胞,制
18、成细胞悬 液,放入培养瓶中进行培养。使用合成培养基进行细胞培养时,通常需要加入液,放入培养瓶中进行培养。使用合成培养基进行细胞培养时,通常需要加入 等天然成分。在细胞培养过程中,等天然成分。在细胞培养过程中,ES细胞主要通过细胞主要通过 的方式进的方式进 行细胞增殖。行细胞增殖。 (3)将来源于两种不同哺乳动物的两个将来源于两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合,常用的生物诱导因细胞进行细胞融合,常用的生物诱导因 素是素是 ,经融合后所形成的细胞被称为,经融合后所形成的细胞被称为 。动物细胞融合技术。动物细胞融合技术 的意义在于的意义在于 。 基础自主学习核心互动探究 解析解析 (1)哺乳
19、动物的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,在哺乳动物的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,在 体外培养的条件下,体外培养的条件下,ES细胞可以增殖而不发生分化。在研究体外细胞分化时,在细胞可以增殖而不发生分化。在研究体外细胞分化时,在ES细细 胞的培养液中需添加诱导因子,如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等,可诱导胞的培养液中需添加诱导因子,如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等,可诱导ES细胞向不同类细胞向不同类 型的组织细胞分化。型的组织细胞分化。(2)将人的将人的ES细胞进行细胞培养时,要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分细胞进行细胞培养时,要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分 散细胞,制成细胞悬
20、液,放入培养瓶中使用合成培养基进行细胞培养时,通常要加入散细胞,制成细胞悬液,放入培养瓶中使用合成培养基进行细胞培养时,通常要加入 血清、血浆等一些天然成分。血清、血浆等一些天然成分。ES细胞主要通过有丝分裂的方式进行增殖。细胞主要通过有丝分裂的方式进行增殖。(3)将来源于将来源于 两种不同哺乳动物的两个两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合,常用的生物诱导因素是灭活的病毒。细胞进行细胞融合,常用的生物诱导因素是灭活的病毒。 经融合后形成的细胞被称为杂交细胞,动物融合技术的意义在于突破了有性杂交方法经融合后形成的细胞被称为杂交细胞,动物融合技术的意义在于突破了有性杂交方法 的局限,使远缘杂
21、交成为可能。的局限,使远缘杂交成为可能。 基础自主学习核心互动探究 答案答案 (1)外 牛黄酸或丁酰环腺苷酸外 牛黄酸或丁酰环腺苷酸(任选其一任选其一) (2)胰蛋白或胶原蛋白胰蛋白或胶原蛋白(任选其一任选其一) 血清或血浆 血清或血浆(任选其一任选其一) 有丝分裂 有丝分裂 (3)灭活的病毒 杂交细胞 突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能灭活的病毒 杂交细胞 突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能 基础自主学习核心互动探究 1.胚胎移植与胚胎分割中的相关问题胚胎移植与胚胎分割中的相关问题 (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序工序”,移植的胚胎
22、必须在原肠胚之前,移植的胚胎必须在原肠胚之前, 但不能直接移植受精卵。但不能直接移植受精卵。 (2)两次处理:两次处理:用激素对供体用激素对供体(雌性个体雌性个体)和受体进行同期发情处理;和受体进行同期发情处理;用促性腺激用促性腺激 素对供体素对供体(雌性个体雌性个体)进行超数排卵处理。进行超数排卵处理。 (3)两次检查:两次检查:收集胚胎检查;收集胚胎检查;移植后是否妊娠检查。移植后是否妊娠检查。 (4)胚胎移植成功的两个条件:同种动物之间、供受体生理状态要相同。胚胎移植成功的两个条件:同种动物之间、供受体生理状态要相同。 (5)冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。冲卵含义:冲出早期胚胎,
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