高二生物选修3-3 胚胎工程的应用（第二课时） 课件（57张ppt人教版）

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练习一
1、3、7、8、11、12、14、15、16、17、20、21、22、24、27、29、30、31（4）
知识回顾
1、精子和卵子发生过程及区别
2、体内受精及早期胚胎发育
3、体外受精和早期胚胎培养
4、胚胎移植
1、精子和卵子的发生
生殖细胞
减数分裂
有丝分裂
相关题目：7、12、 21、24
(2)、 相似之处：
（1）细胞分裂的最初阶段为有丝分裂，不断增加性原细胞的数量；
（2）经过减数两次分裂（M I和M II）才能形成精子或卵子。
(3)、不同之处：
（1）由一个精原细胞分裂最后可产生4个精子；
一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。场所
（2）精子的形状为蝌蚪状，要经过变形；卵子为球形，不需变形。
（3）场所不同，减一和减二是否连续
（4）多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。
（精子和卵子发生最主要的区别）
(1)过程
性原细胞
多个性原细胞
12.下列关于精子和卵子发生的叙述,正确的是(?? )
A.两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
B.精子和卵子的形成均发生细胞质的不均等分裂
C.精原细胞和卵原细胞都通过有丝分裂方式增加数量
D.成熟的精子和卵子的形成都需要经过变形
C

核遗传物质
（染色体）
受精卵遗传物质

质遗传物质：几乎都来自卵细胞

一半来自精子
一半来自卵细胞
21.下列不是精子、卵子发生过程的区别的是(? ?)
A.初级精母细胞和初级卵母细胞的形成时间
B.MⅠ和MⅡ的时间连续性
C.成熟生殖细胞是否经过变形
D.成熟生殖细胞中染色体的数量
D
T1B.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方
24.下列关于精子形成过程的叙述正确的是( )
①细胞核变为精子头的主要部分
②中心体演变为精子的尾，线粒体形成尾基部的线粒体鞘
③高尔基体发育为头部的顶体
④精原细胞既可进行有丝分裂，也可进行减数分裂
⑤动物体型越大，精子也越大
⑥精子的形成部位是睾丸的曲细精管
A.①②③⑥ B.①②③④⑤⑥ C. ②③④⑤⑥ D. ①②③④⑥
D
与体型大小无关
7.关于哺乳动物精子的发生，下列说法中错误的是( )
A.精子变形过程中，中心体演变精子的尾
B.精子细胞变形后，体积略有增大或不变
C.雄性动物从初情期开始直到生殖机能衰退，源源不断产生精子
D.线粒体聚集在精子尾的基部形成线粒体鞘
B
2、体内受精

一）受精前的准备阶段
二）受精阶段

准备阶段1
精子获能
准备阶段2
卵子的准备
雌性动物生殖道内、获得受精能力的现象。
即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ中）时，才具备受精能力。
包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，雌、雄原核形成和配子结合。输卵管
【注意】三个反应，两个屏障
【区分】卵子受精的标志？受精过程完成的标志？
注意场所
相关题目3、8、27、
3.卵子是否受精的重要标志是( )
A.雌、雄原核融合并形成合子
B.精卵相遇，发生顶体反应
C.精子接触透明带
D.在卵细胞膜和透明带间出现两个极体
8.下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是( )
A.采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用
B.排卵就是排出成熟卵细胞的过程
C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D.受精作用完成的标志是雌雄原核结合成为合子

排卵：指卵子从卵泡中排出，排出的卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
初级卵母细胞形成后被卵泡细胞包围形成卵泡
27.雌性胎儿卵泡中储备的卵子是( )
A.初级卵母细胞 B.卵原细胞
C.次级卵母细胞 D.卵细胞
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚
原肠胚
胎儿形成





特点：有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。有机物的总量减少，种类增加。（注意曲线）
：由具有全能细胞构成

内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘
：最初发育在输卵管进行有丝分裂
滋养层、外胚层、中胚层、内胚层、原肠腔
3、早期胚胎发育
开始出现细胞分化
相关题目：11、14、22、30、31（4）
14.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，不正确的是( )
A.绝大多数精、卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C.桑椹胚阶段前的每个细胞都属于全能细胞
D.原肠胚的外胚层由内细胞团表层的细胞形成
15.B项：细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大相对表面积
22.下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述,错误的是(?? )
A.胚胎发育从完成受精作用时就已开始,直至发育成为成熟的胎儿
B.卵裂期细胞数目增多,体积变小,有机物含量和种类不断减少
C.桑椹胚以前的细胞均未分化,都是全能干细胞
D.囊胚期细胞开始分化,但内细胞团全能性高

11.高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂、分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程，下列有关叙述正确的是( )
A.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是：受精卵→卵裂期→囊胚 期→桑椹胚→原肠胚期→幼体，其中最关键的时期是原肠胚期
B.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于原肠胚期，终止于 生命结束
C.上图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，①、②、③依次为滋养层、内细胞团，透明带
D.③处细胞将来发育为胎儿的各种组织，器官

实质

基因的选择性表达

存在整个生命历程中，胚胎期分化程度达到最大
30.（多选题）关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是[ ]
A.桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同
B.囊胚期细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
C.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异,而是转录水平上的差异引起的
31（4）早期胚胎发育要经过若干发育阶段。在__________阶段,内细胞团的细胞开始出现分化,其实质是__________。为了研究内细胞团细胞的迁移和分化情况,将内细胞团的表层细胞的DNA进行放射性同位素标记,当胚胎发育至原肠胚阶段,可发现放射性出现在__________(部位A/部位B/部位C/部位D)。
原肠胚
基因的选择性表达
部位A
有关场所问题总结
1、精子的产生和成熟的场所：精巢
2、卵子的产生场所：卵巢和输卵管
（减Ⅰ在卵巢或输卵管，减Ⅱ在输卵管。）
3、精子获能的场所：（体内）雌性动物的生殖道内
（体外）获能溶液
4、受精的场所：（体内）输卵管
（体外）获能溶液或专用的受精溶液
5、胚胎发育的场所：输卵管和子宫
6、体外早期胚胎培养的场所：发育培养液（成分）
7、早期胚胎冷冻保存的场所：-196℃液氮
相关题目：16、17、20、29
笔记
16.如图为某哺乳动物受精作用及胚胎发育过程示意图，据图分析下列相关叙述不正确的是( )

A.①过程发生在雌性动物的输卵管中
B.②过程通过有丝分裂进行
C.a时期细胞开始出现分化
D.b时期胚胎可发生孵化过程

17.卵子的成熟部位和受精部位正确的是(?? )
A.卵巢、卵巢?? B.卵巢、输卵管
C.输卵管、输卵管?? D.输卵管、子宫

20.下列有关哺乳动物受精的说法正确的是( )
A.在自然情况下，受精是在雌性的子宫内完成的
B.卵子在完成减数第二次分裂后，才具备与精子受精的能力
C.受精的实质是雌、雄原核的结合
D.穿过放射冠的精子就能与卵细胞膜接触

29.（多选题）下列叙述正确的是（ ）
A.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
B.内细胞团将来发育成胎盘和胎膜（错误）
C.哺乳动物胚胎发育都在母体子宫内进行（错误）
D.早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植

3.3 胚胎工程的应用及前景
第二课时
1、胚胎移植
2、胚胎分割
3、胚胎干细胞
胚胎工程技术：
胚胎移植
体外受精
胚胎分割
胚胎干细胞培养
目前应用较多的是：
胚胎移植、胚胎分割、
体外生产胚胎技术。
将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。
胚胎移植
旧知回顾
核移植，转基因等
供体： 提供胚胎的个体。
受体： 接受胚胎的个体。
受体的条件：同种、生理状态相同。
实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换
意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力, 缩短供体本身的繁殖周期。

⑴哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，一段时间内，同种动物供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
⑵哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能 。
⑶受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这就为胚胎在受体内存活提供了可能。
⑷供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
胚胎移植的生理学基础
选择
供体母牛
受体母牛


……同期发情处理……

超数排卵

供体公牛

配种

冲卵

质量检查、培养

胚胎移植


妊娠检查

分娩（胚胎移植的犊牛）
基本操作程序：
【归纳总结】
①该过程中两次使用促性腺激素，
第一次对受、供体进行同期发情处理；
第二次用于供体的超数排卵。
②该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，
性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体牛没有关系。
④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。
⑤胚胎移植成功的标志：移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩

笔记
胚胎移植成功与否要有两个条件
（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
【提醒 】
胚胎移植是有性生殖还是无性生殖
取决于胚胎是由受精卵形成的还是
核移植技术形成重组细胞发育而成的。
胚胎分割
二、胚胎分割
阅读课本，思考以下问题：
（1）胚胎分割的概念
（2）胚胎分割特点
（3）胚胎分割的理论基础
（4）胚胎分割操作过程
2.特点：后代具有相同的遗传物质，
因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的 方法之一。
3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。
所以胚胎分割的时期为：
囊胚或桑椹胚。
1.概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2等份,4等份或8等份,经移植获得到同卵双胎或同卵多胎的技术。
4、选择的胚胎：
发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。
5、使用的主要仪器：
实体显微镜和显微操作仪。
6、具体操作
用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。（在盛有操作液的培养皿中）
胚胎染色体组型分析
胚胎的性别由精子决定
1、精子分离技术流程示意图
精子分离Chamber
胚
胎
性
别
鉴
定
2、SRY—PCR鉴定法：是利用分子生物学原理建立起来的一种方法。先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体上的性别决定基因，即SRY基因的一段碱基作引物，用胚胎细胞中的DNA为模板进行PCR扩增，最后用SRY特异性探针检测，出现阳性即为雄性（现阶段最准确最有效的方法）

DNA分子杂交技术
胚胎染色体组型分析
（分层P94（3））
7、胚胎分割操作注意事项：
①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
原因：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。
P79思考题
②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
8、胚胎分割技术的缺陷
（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；
（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。
9、胚胎分割技术的应用:
为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。
胚胎分割归纳小结
1.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述。错误的是
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚 用于胚胎分割
C．利用胚胎分剖技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植人多个胚胎．可增加双胞胎和多胞胎的比例

B
桑椹胚或囊胚
若得个体则填胚胎分割移植技术
三.胚胎干细胞
阅读课本，思考以下问题：
（1）什么是胚胎干细胞？
简称是什么？
（2）胚胎干细胞的来源。
（3）胚胎干细胞的特性。
（4）胚胎干细胞的应用。
干细胞
干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。
分类
全能干细胞
桑椹胚及以前（如受精卵）
能发育成完整个体
多能干细胞（胚胎干细胞）
能分化出动物体内的任何组织
专能干细胞
如成肌细胞、皮肤生发层细胞等
能分化出特定的（一种或两种）组织
.应用
按照分化潜能大小来分类


.
.分类

干细胞可以通过以下四个途径获得：
(1)从体外培养的胚胎获得；
(2)从早期流产的胎儿中获得；
(3)从克隆的胚胎中获得；
(4)从成体中获得。
.加图，归纳
.特点
胚胎干细胞:
内细胞团细胞
原始性腺细胞
1、概念：由 或_______中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。
早期胚胎
原始性腺
形态、功能
形态：
体积小、细胞核大、核仁明显
功能：
具有发育的全能性，可以分化成任何一种组织。

另外体外培养，只增殖不分化。可冷冻保存；可进行遗传改造
.全能细胞
2、胚胎干细胞的特点
3.主要用途
阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？
（1）治疗人类的某些顽症。
人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。
（2）培育出人造组织器官，用于器官移植
随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。
ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。
分化诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
胚胎干细胞的应用前景
.优点
1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭等病症
2）ES细胞体外诱导分化，可培育________
3)ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导分化因子作用下可向不同类型组织细胞________
人造组织器官
分化
衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较

1.概念：
简称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。
干细胞的分类：
（1）全能干细胞
（2）多能干细胞
（3）专能干细胞
胚胎干细胞小结：
2.特点:
（1）形态：
体积小.细胞核大,核仁明显；
（2）功能：
具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.
（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
2.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
D
3.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ）
A.细胞分裂
B.细胞特化
C.细胞分化
D.细胞增殖
C
4. 右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。
囊胚
原始性腺细胞
胚胎干细胞
诱导分化
5、（多选）克隆动物的方法有（ ）
A. 细胞核移植 B. 胚胎分割
C. 体外受精 D. 转基因技术
6、（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为 （ ）
A.显微操作仪 B.电子显微镜
C.电子切割仪 D. 实体显微镜
AB
AD
对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理
配种或人工授精
收集胚胎
胚胎移植
对受体母畜进行是否妊娠的检查
思考与探究P81
（一）思考与探究 P81
1.（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在②中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？
答：供体公、母牛应具有人类所需的优良遗传性状的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；
用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，可以获得较多的胚胎；
进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。
（一）思考与探究
1. （3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？
答：第④步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。
（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？
胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。
具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。
经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。
通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。
可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。
课后作业:

1、整理练习一满分卷

2、整理本节课的笔记，熟练掌握本章内容的基础上回顾第二章内容
2. 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___________，经人工受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，可对发育到桑椹期或囊胚期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。

顶体酶
初级
中
受精
生理状态
促性腺
卵母细胞
对物质的吸收具有选择透过性
胚胎分割
冷冻(或液氮)