2026届高三一轮复习生物：细胞工程和胚胎工程课件

细胞工程和胚胎工程 第十单元 一轮总复习 第34讲 细胞学说及其建立过程 1 植物细胞工程 1 动物细胞工程 2 考点 胚胎工程 3 生物技术伦理 4 细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 原理和方法 操作水平 目的 分类 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 细胞器、细胞或组织 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 动物细胞工程和植物细胞工程 3 基本技术 应用 细胞工程 植物细胞工程 动物细胞工程 动物细胞培养 动物细胞融合技术与单克隆抗体 动物体细胞 核移植 植物细胞工程 1 猜词游戏 游戏规则： 选取甲乙两人， 甲看词板描述与所猜词相关内容 乙背对词板猜词 外植体 愈伤组织 生长素 原生质体 细胞的全能性 脱分化 胚状体 聚乙二醇 生殖隔离 快速繁殖 脱毒苗 细胞分裂素 外植体、愈伤组织、生长素、原生质体、细胞的全能性、脱分化、胚状体、聚乙二醇、生殖隔离、快速繁殖、脱毒苗、细胞分裂素 （本节选取12个词组） 基本技术 应用 植物细胞工程 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 原理 过程 原理 过程 意义 （流程图形式体现） （流程图形式体现） （流程图形式体现） 知识网络构建 培养条件（3个） 植物组织培养 考点1 指 的植物器官、组织或细胞等，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为 的技术。 离体 完整植株 外植体 外植体：在植物组织培养过程中，从植物体上被分离下来的，接种 在培养基上供培养用的原生质体、细胞、组织、器官等。 1.概念 外植体 完整植株 原理 培养条件 植物细胞的全能性 组织离体状态 植物激素 适宜的培养条件 植物组织培养技术 过程 （生长素和细胞分裂素） 无菌环境 种类齐全、比例适合的营养物质 植物组织培养 考点1 适宜的外界条件（温度、pH、光照等） 外植体 愈伤组织 人工胚状体 (或芽/根) 试管苗 脱分化 再分化 （移栽） 分化状态 未分化状态 全能性 1.具有全能性的原因 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的 。 即都有发育成 所必需的全部遗传信息。 全套遗传信息 完整个体 2.体现全能性的标志 细胞→ 完整个体或其他各种细胞 实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 受精卵发育成个体（动植物） 蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 10 全能性 实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶。 3.生物体内细胞不体现全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下 表达的结果。 选择性 4. 全能性大小比较 （1）分化程度低的 分化程度高的 （2）细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱 ＞ ＞ （3）受精卵 胚胎干细胞 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 ＞ ＞ ＞ ＞ 11 拓展1:植物组织培养常用的培养基配方 1）培养基名称： ； 2）物理性质： ； 3）碳源： 。 P116 蔗糖的作用： ①提供营养物质（碳源）； ②调节渗透压。 12 植物组织培养 考点1 外植体 愈伤组织 试管苗 脱分化 人工胚状体 (或芽/根) 再分化 （移栽） 分化状态 未分化状态 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。 一般选芽尖、茎尖、根尖或形成层，因为其分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。 （1）脱分化 已分化细胞→ 失去其特有的结构和功能→ 未分化的细胞 （2）愈伤组织 不定形的薄壁组织团块。 （3）再分化 愈伤组织 出芽或根等器官的过程。 重新分化 拓展2:生长素、细胞分裂素的使用 过程 形成体特点 生长素/细胞分裂素比例 是否需光 脱分化 再分化 不定形的薄壁组织团块 （愈伤组织） 有根、芽 或者生根发芽的能力 比值适中(=1) 避光 需光 分芽生根！！！ 先分裂素高→诱导芽 再生长素高→诱导根 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用 有光易形成维管组织， 14 ①用 充分冲洗后的外植体， 擦拭双手和超净工作台台面。 ②外植体消毒： ③切割： 30S 2-3次 30min 2-3次 酒精 无菌水 次氯酸钠溶液 无菌水洗 流水 酒精 用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中 ④移栽： 拓展3: 外植体一般要进行 处理； 而培养基及其他的操作器具一般要进行 处理。 1.消毒与灭菌 消毒 灭菌 2.无菌操作的目的 ①防止污染的微生物与培养物竞争营养物质。 ②微生物生长过程中会产生有害的物质，导致培养物死亡。 3.教材具体操作 1.概念 将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 融合实例: + = 白菜 甘蓝 白菜-甘蓝 植物体细胞杂交技术 考点2 16 原理 过程 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 植物体细胞杂交技术 意义 植物体细胞杂交技术 考点2 打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育植物新品种。 杂种细胞 A细胞 B细胞 ① ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 杂种植株 A细胞 愈伤组织 杂种植株 脱分化（避光） 再分化（光照） B细胞 A原生质体 B原生质体 融合的 原生质体 杂种细胞 去壁 诱导融合 再生壁 去壁 植物体细胞杂交技术 考点2 植物原生质体融合 原理：细胞膜具有一定流动性 植物组织培养 原理：细胞的全能性 杂交完成标志 原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交 方法：酶解法（纤维素酶和果胶酶） 融合完成标志 线粒体和高尔基体 原理：细胞膜的流动性 方法： ■ 物理法——电融合法、离心法等 ■ 化学法——聚乙二醇（PEG）融合法 高Ca2+—高pH融合法 习题巩固 + = 白菜 甘蓝 白菜-甘蓝 1.白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）体细胞杂交所得植株 白菜-甘蓝的细胞染色体数为 ，属于 倍体。 36 （异源）四 2.白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）进行杂交（相互授粉）， 所得植株白菜-甘蓝的细胞染色体数为 ，属于 倍体。 （异源）二 18 基因重组 染色体数目变异 19 植物体细胞杂交育种 四倍体 有性杂交育种诱导多倍体 四倍体 二倍体 如何处理植株使其可育？ ①若亲本植株可育，则杂种植株可育。 ②杂种植株是不同于亲本的新物种。 植物体细胞杂交技术 考点2 用秋水仙素诱导 20 生殖类型 变异类型 染色体数 染色体组数 基因组成 无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律 染色体数目变异 两亲本染色体数之和。2n+2m 两亲本染色体组数之和。2+2 两亲本基因型之和。AaBbCcDd 植物体细胞杂交技术 考点2 21 A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中 B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁， 此时细胞内高尔基体和线粒体 　活动明显增强 C.可通过观察叶绿体的有无来 初步筛选杂种细胞 D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异 习题巩固 1.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能 力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融 合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如右图。下列相关叙述错误的是（ ） A 22 习题巩固 2.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，下列有关叙述错误的是（ ） A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养 B.过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达 C.四种培养基中所含植物激素 的种类和比例相同 D.观察处于分裂中期的四季柑 橘花粉植株根细尖胞，可观 察到9条染色体 C 23 外植体 愈伤组织 人工胚状体 (或根/芽) 试管苗 脱分化 再分化 （移栽到大田） 花药或花粉 分生区细胞（根尖、茎尖） 人工种子 快速繁殖 作物脱毒 单倍体育种 突变体的利用 不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株 经过人工薄膜包装得到的种子。 细胞代谢产物 分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成 诱变处理 植物细胞工程的应用 考点3 注：脱毒苗不等于抗毒苗。 与快速繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。 （抗倒伏，不抗病） （抗倒伏抗病） 花药（粉）： 单倍体幼苗：DT Dt dT dt 正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt 新品种：DDtt 方法：花药离体培养 秋水仙素处理 ②缺点：操作复杂 ①优点：能明显缩短育种年限 DDTT（♀）× ddtt（♂） 第一年 第二年 筛选 DdTt （抗倒伏，不抗病） （倒伏，抗病） 二倍体生物 （组织培养） DdTt植株 DT Dt dT dt 花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍 后代都是纯合子，能稳定遗传；明显缩短育种年限，加速育种进程。 单倍体育种 25 植物的代谢产物 1.初生代谢物 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 2.次生代谢物 植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。 （1）含义 26 次生代谢物 （2）种类 化学本质 作用 应用 直接获取困难 化学合成困难 利用植物细胞培养来获得目标产物 细胞产物的工厂化生产 小分子有机物(酚类、萜类和含氮类) 植物抗病、抗虫 药物、香料、色素 含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到 27 利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 外植体 愈伤组织 细胞悬液 脱分化 振荡分散 细胞悬浮培养 细胞产物 提取 优势 不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。 细胞产物的工厂化生产 28 动物细胞工程 2 游戏规则： 选取甲乙两人， 甲看词板描述与所猜词相关内容 乙背对词板猜词 细胞增殖 猜词游戏 血清 接触抑制 原代培养 传代培养 单克隆抗体 重构胚 电刺激 灭活的病毒 杂交瘤细胞 胰蛋白酶 克隆化培养 贴壁生长 细胞增殖、血清、接触抑制、原代培养、传代培养、单克隆抗体、重构胚、 电刺激、灭活的病毒、杂交瘤细胞、胰蛋白酶、克隆化培养、贴壁生长 （本节选取13个词组） 动物细胞工程 动物细胞培养 动物细胞融合技术与单克隆抗体 动物体细胞 核移植 知识网络构建 原理 过程 （流程图形式体现） 培养条件及其作用（4个） 原理 单克隆抗体制备过程 （流程图形式体现） 融合方法 原理 过程 （流程图形式体现） 方法 干细胞的培养和应用 干细胞的种类、特点及应用 iPS细胞的培养和应用 动物细胞培养 考点1 1.概念 动物细胞培养是指从动物体中取出相关的 ，将它们分散成 ，然后在 下，让这些细胞 和 的技术。 生长 组织 单个细胞 适宜的培养条件 增殖 培养皿或松盖培养瓶 CO2培养箱 置于 原理 过程 细胞增殖（有丝分裂） 动物细胞培养 干细胞的培养和应用 动物细胞培养 考点1 培养条件及其作用 干细胞的种类、特点及应用 iPS细胞的培养和应用 合成培养基 + 血清等一些天然成分 适宜的温度、pH、渗透压 营养物质 无菌、无毒的环境 适宜的气体环境 95%空气 5%CO2 维持培养液的pH 细胞代谢所必需 7.2-7.4 36.5±0.5℃ 温度： pH： 一般与动物体内相同 渗透压： 维持细胞正常的形态和功能。 细胞密度↑， 有害代谢物↑， 营养物质↓等因素 取动物组织 传代培养 分散成单个细胞 细胞悬液 原代培养 用机械法或胰蛋白酶、 胶原蛋白酶等处理 加培养液 先收集， 再分瓶 细胞分裂受阻 解决办法 胰蛋白酶，离心法 离心法 接触抑制 在培养皿（瓶）内 悬浮细胞 贴壁细胞 (大多数） 一般选动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。 因为其分化程度低，增殖能力强，容易培养。 原因: 从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖； 能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。保证细胞所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。 植物组织培养和动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养过程 培养结果 培养目的 相同点 植物细胞的全能性 细胞增殖 固体 液体 植物激素 动物血清 脱分化、再分化 原代培养、传代培养 可获得植物体 动物细胞群 快速繁殖植物 得到动物细胞及细胞产物 培养基中都需要加入营养物质、 培养过程中都需要防止杂菌污染、 都需要提供适宜的温度、pH和渗透压的条件。 35 习题巩固 【热图导析】如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析： （1）原代培养和传代培养的分界点是图中哪个点？ （2） AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？ （3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？ B点之前的培养成为原代培养， 之后的培养成为传代培养 AB段发生了接触抑制， DE段细胞大部分衰老失去分裂能力 E点后的细胞发生了癌变，能无限增殖 干细胞 早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中 动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。 胚胎干细胞 成体干细胞 定义 分布 种类 干细胞的培养及其应用 37 类型 来源或存在 功能、特点 局限性 胚胎干细胞（ES细胞） 成体干细胞 诱导多能 干细胞 （iPS细胞） 早期胚胎 （或原始性腺） 体外诱导 体细胞产生 成体组织或器官 具有分化为成年动物体内任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至个体 具有组织特异性，能分化成特定的细胞或组织 能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病，无需破坏胚胎，且避免免疫排斥反应。 需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用 不具有发育成完整个体的能力 技术不成熟 (造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等) ——教材P46 干细胞的培养及其应用 （1）概念 通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞。 （2）制备方法 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞； （成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） ②用小分子化合物诱导形成。 （3）优点 ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后， 理论上可以避免免疫排斥反应。 诱导多能干细胞 39 （4）应用 移植 取成纤维细胞等 iPS细胞 转入相关因子 细胞发生转化 分化 胰岛细胞 神经元 血细胞 肠上皮细胞 心肌细胞 肝细胞 病人 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 取成纤维细胞 转入相关因子 细胞转化为iPS细胞 诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞 移植回病人体内 诱导多能干细胞 40 动物细胞融合技术与单克隆抗体 考点2 1.概念 动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞形成一个细胞的过程。 形成的具有原来 的 细胞，称为 。 单核 两个或多个细胞遗传信息 杂交细胞 2.结果 动物细胞没有细胞壁，可以直接诱导融合。 原理 细胞膜的流动性 动物细胞融合技术与单克隆抗体 单克隆抗体制备过程 动物细胞融合技术与单克隆抗体 考点2 融合方法 聚乙二醇（PEG）法 灭活病毒诱导法 电融合法、离心法 生物法 物理法 化学法 与植物原生质体融合的方法相同 ——动物细胞融合特有 动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞融合前的处理方法 诱导细胞融合的方法 细胞融合成功的标志 主要用途 意义 细胞膜具有一定的流动性、 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性 用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞 电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法、电融合法、 灭活病毒诱导法 再生出细胞壁 细胞核的融合 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 43 未融合：A、B 两两融合：AB、AA、BB 多细胞融合：AAB、AAA …… AB1、AB2、AB3 …… 单克隆抗体 第二次筛选 （克隆化培养和抗体检测） 未融合细胞 多种杂交瘤细胞 体外或体内培养 培养骨髓瘤细胞 分泌特异抗体的杂交瘤细胞 分离已免疫的B细胞 给小鼠注射特定的抗原 大量骨髓瘤细胞 诱导 融合 同种核细胞 多种杂交瘤细胞 第一次筛选 选择培养基 动物细胞融合技术 细胞膜具有流动性 动物细胞培养技术 细胞增殖 既能大量繁殖 又能产生专一抗体 特异性强 灵敏度高 可大量制备 *不是为了得到抗体！ 单克隆抗体制备过程 44 特定的选择培养基(HAT培养基）→ 选出多种杂交瘤细胞 B淋巴细胞 D途径 S途径 合成DNA 骨髓瘤细胞 D途径 合成DNA × × 杂交瘤细胞 D途径 S途径 合成DNA × 【题目常考背景】该培养基加氨基蝶呤阻断DNA复制的D途径 第一次筛选 无限稀释 细胞培养并抗体检测 第二次筛选 从小鼠脾脏提取的B淋巴细胞不只有一种类型，因此第一次筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体。 筛选方法： 将第一次筛选得到的细胞需转移到多孔培养板进行 培养，原因是要进行 。 抗体检测 克隆化 体内培养及体外培养的比较 项目 腹腔培养 体外培养 优点 缺点 易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低 规模小，产量少 可大规模培养， 大量生产 需要人为控制培养条件，成本相对较高 47 单克隆抗体 （4） 应用 ①作为诊断试剂 (最广泛的用途) 女性怀孕后会分泌一种糖蛋白 ——人绒毛膜促性腺激素（HCG），尿液中会检出HCG的存在。 用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。 ②用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗) 48 单克隆抗体 （4） 应用 ②用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗) 单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC 49 单克隆抗体 （4） 应用 ②用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗) 单克隆抗体： a.特异性强、灵敏度高 生物导弹 单抗 抗癌药物 ★ 原理： b.疗效高、毒副作用小 不损伤正常细胞 ，减少剂量。 导向作用， 将药物定向带到癌细胞所在位置。 抗癌药物： 杀死癌细胞 50 习题巩固 可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。 一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。 除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？ 讨论 51 A.免疫B细胞及其互相融合细胞 因全合成途径被A阻断而在 HAT培养基上不能增殖 B.骨髓瘤细胞及其互相融合细胞 因无法进行上述两个途径而在 HAT培养基上不能增殖 C.杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖 D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度目 标抗体 习题巩固 1.核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如下图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是(　　) B 52 习题巩固 2.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能 　无限增殖又可以分泌抗体 B.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性 　强，可以大量制备 C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特 　异性抗体的杂交瘤细胞 D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理 有细胞增殖和细胞膜的选择透过性 D 53 动物体细胞核移植技术和克隆动物 考点3 1.概念 将动物的一个细胞的 ，移入 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。 细胞核 去核的卵母细胞 新胚胎 动物个体 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 克隆动物 发育 发育 2.生殖方式 无性生殖 原理 动物细胞核的全能性 动物体细胞核移植技术和克隆动物 基本过程 方法 聚乙二醇（PEG）有毒，对卵母细胞不适用 生物法：灭活病毒诱导法 物理法：电融合法、离心法 激活方法 去核方法 融合方法 动物体细胞核移植技术和克隆动物 考点3 化学法：Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂 物理法：电刺激 显微操作法 MⅡ(中)期卵母细胞 透明带 卵细胞膜 核 （纺锤体—染色体复合物） 第一极体 成熟卵母细胞 56 重构胚 早期胚胎 受体（代孕）母牛 采集卵母细胞 (体外培养至MⅡ期) 去核的卵母细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 取供体体细胞 供体细胞 注入 电融合法使两细胞融合 激活 胚胎移植 显微操作去核 细胞培养 生产 动物体细胞核移植技术和克隆动物 考点3 动物细胞培养 动物细胞核移植 早期胚胎培养 动物细胞融合 胚胎移植 直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 实际上是去除纺锤体-染色体复合物 前景 畜牧业 医药 卫生 保护濒危物种 问题 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 ①作为生物反应器生产医用蛋白。 ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可用于异种移植。 ③患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应 的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。 治疗性克隆 增加濒危物种的存活数量 ①成功率非常低； ②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷。 核移植技术的应用 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 治疗性克隆与iPS细胞治疗 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 iPS细胞 各种细胞组织或器官 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 59 胚胎工程 3 游戏规则： 选取甲乙两人， 甲看词板描述与所猜词相关内容 乙背对词板猜词 桑葚胚 猜词游戏 囊胚 精子获能 MⅡ期 同期发情 超数排卵 试管婴儿 设计试管婴儿 生殖性克隆 治疗性克隆 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 桑葚胚、囊胚、精子获能、MⅡ期、同期发情、超数排卵、试管婴儿、设计试管婴儿、生殖性克隆、治疗性克隆、体外受精、胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培养、 透明带反应、卵细胞膜反应 （本节选取16个词组） 早期胚胎培养 透明带反应 卵细胞膜反应 胚胎工程 操作对象 技术(4种) 体外受精 胚胎移植 理论基础 哺乳动物 和早期胚胎发育的规律 操作水平 胚胎工程 自然受精 胚胎分割 早期胚胎培养 生殖细胞、 或早期胚胎细胞 受精卵 主要集中在 水平上 细胞 理论基础 胚胎工程技术及其应用 胚胎工程 体内受精 胚胎早期发育 受精前的准备阶段 过程 （流程图形式体现） （流程图形式体现） （流程图形式体现） 知识网络构建 受精阶段 体外受精 胚胎分割 胚胎移植 精子的获能 卵子的准备 早期胚胎培养 场所 精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量 胚胎工程的理论基础 考点1 精子的获能 理论基础 胚胎早期发育 体内受精 卵子的准备 精子入卵 精卵相遇 雌雄原核融合 场所 受精前的准备阶段 受精阶段 雌性生殖道 人工配制获能液 发育到 MⅡ 期 输卵管 （减数第二次分裂中期） 透明带反应 卵细胞膜反应 防止多精入卵两道屏障 受精卵→桑葚胚（32个）→囊胚（开始分化）→原肠胚（着床）→幼体 释放多种酶 排出第二极体 （入卵后） （触及卵细胞膜的瞬间） （肝素、Ca2+载体） 也可以用于激活 重构胚 精卵相遇 透明带反应 卵细胞膜反应 雌雄原核融合 受精过程 释放多种酶 精子入卵 排出第二极体 雄原核 雌原核 放出的 第二极体 第一极体 受精完成的标志 受精的标志 分裂方式： 。 ——胚胎发育的起点 卵裂 受精卵 桑葚胚（32个） 细胞数量 ，胚胎总体积 。 有丝分裂 增多 不变或略有减小 囊胚（开始分化） 发育成 。 发育成 。 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 原肠胚(着床) 幼体 胚胎早期发育 ——每个细胞都具有全能性 内细胞团 滋养层 囊胚腔 透明带 在透明带中 透明带破裂，胚胎从其中伸展出来→孵化 1.下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是（ ） A.图中X指卵细胞膜反应，Y指 卵子的减数分裂Ⅱ B.经图中Y过程只形成了雌原核 C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合 D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶 B 精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。 习题巩固 2.(2023·河南信阳高三期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的 是( ) A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加 B.孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来 C.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定 D.在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功 B 习题巩固 3.(2020·山东，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( ) A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子 B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理 C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植 D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得 C 习题巩固 4.(2020·江苏，23改编)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是( ) A.为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子 B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同 C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞 D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养 D 习题巩固 习题巩固 5.关于桑葚胚和囊胚的比较，以下说法错误的是（ ） A.桑葚胚的各细胞结构、功能基本相同 B.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 C.囊胚期的细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变 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 B 71 ②为胚胎移植提供可用的________。 胚胎工程技术及其应用 考点2 胚胎工程技术及其应用 早期胚胎培养 体外受精 过程 胚胎分割 胚胎移植 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移（背） 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(背) 意义 过程 意义 实质 工具 对象 分割针或分割刀 ①选择发育良好的、形态正常的 , ②分割囊胚时，要将 。 ①提高动物_____________ ； 繁殖能力 胚胎 内细胞团均等分割 桑葚胚或囊胚 体外受精 卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 受精 采集： _____处理雌性动物使其超数排卵；从屠宰母畜的 中采集 采集的卵母细胞需培养到 ，成熟后才能与 精子完成受精。 促性腺激素 卵巢 MⅡ期 获能 采集的精子必须在专门的获能液中处理才能受精有效成分有： 。 肝素、Ca2＋载体 获能的精子和成熟的卵子置于适当的 中完成受精； 受精后形成的受精卵需经早期发育培养， 发育至 阶段进行胚胎移植。 培养液 桑葚胚或囊胚 正常排出的卵子即处于MⅡ期 对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚， 移入盛有操作液的培养皿中。 分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。 胚胎分割 74 胚胎移植 胚胎移植 ①对象： 获得的胚胎 ⑤结果：发育为新个体 ②过程： 移植到 ， 的雌性动物的体内 ③供体：提供胚胎的是 的个体 ④受体：接受胚胎的是 的个体 转基因、核移植和体外受精 同种的 生理状态相同 遗传性状优良、生产能力强 具有健康体质和正常繁殖能力 胚胎移植 供体、受体的 选择和处理 配种或人工授精 胚胎的收集、检查、培养或保存 胚胎 移植 移植后的检查 得到具有优良性状的后代 超数排卵处理: 同期发情处理: 给_____________注射激素 给_____________注射激素 （孕激素） （促性腺激素） 供体 供体、受体 选择同种、遗传性状优良的雄性 检查: 收集: 培养或保存: 检查胚胎的质量（第一次检查） 收集供体体内的早期胚胎(处于游离状态) 至桑葚胚或囊胚 对受体进行 检查（第二次检查） 妊娠 3.胚胎移植的生理学基础 胚胎移入的基础 胚胎收集的基础 移入 胚胎存活的基础 保留胚胎遗传特性基础 排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 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，为胚胎的收集提供可能。 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。 胚胎移植 77 胚胎移植小结 胚胎移植 两次处理 两次检查 对供、受体进行同期发情处理 用激素使供体超数排卵 对收集的胚胎进行质量检查 对受体是否妊娠进行检查 两个时期 桑葚胚 囊胚 两个去向 直接移植 冷冻保存几个月后再移植 -196℃的液氮 78 比较项目 克隆动物 试管动物 转基因动物 实例 “多莉”羊 试管牛 转基因羊 过程 克隆动物、试管动物与转基因动物的培育过程比较 重构胚 早期胚胎 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 主要技术 生殖方式 遗传特性 相同点 克隆动物、试管动物与转基因动物的培育过程比较 核移植 体外受精 基因工程 主要与供核体相同 具备双亲的遗传性状 具备受精卵及被转入的 目的基因两方的遗传性状 三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术， 且胚胎移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎 无性生殖 有性生殖 有性生殖 生物技术的伦理问题 4 关注生殖性克隆人 生物技术的伦理问题 禁止 生物武器 我国政府态度 与生殖性克隆的本质区别 目的 我国政府态度 目的 有效监控和严格审查 治疗疾病 用于生育，产生新个体 四不原则 是否进行胚胎移植 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 生殖性克隆 治疗性克隆 试管婴儿和设计试管婴儿的区别 种类 特点 传播途径 我国态度 致病力强、攻击范围广、传播途径多、不易被发现难以防治、有潜伏期、成本低使用方法简单 致病菌类、病毒类、生化毒剂、重组致病菌 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 是否进行基因检测（遗传学诊断） 生物技术的伦理问题 考点1 克隆、试管婴儿与设计试管婴儿的辨析 1.克隆动物的早期胚胎是通过细胞核移植，形成重组细胞后培养得到的，该过程中没有减数分裂和受精作用，属于无性生殖。 2.试管婴儿培育过程中有受精作用，属于典型的有性生殖，只是受精过程和早期胚胎发育前期发生在体外。 3.设计试管婴儿技术重在“设计”，“设计”是指在胚胎移植之前进行遗传学诊断。 83 习题巩固 1.下列关于转基因生物与安全性的叙述，正确的是( ) A.转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中 B.转基因技术与植物体细胞杂交技术均可打破生殖隔离， 实现远缘杂交育种，培育出杂种新物种 C.种植转基因抗虫棉时，常间行种植普通棉花以供害虫取食， 其主要目的是保护物种多样性 D.转基因花粉中若有毒蛋白或过敏蛋白，则它有通过食物链传递 而引发人类食品安全问题的可能 D 84 习题巩固 2.（2023桃江七中期中考）“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿，该技术使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会。下列叙述正确的是（ ） A.“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖 B.如图所示时期是胚胎发育的囊胚期，①代表 内细胞团，②代表囊胚腔，③代表滋养层 C.“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、 体内培养、核移植 D.“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计 试管婴儿”技术，二者对人类的作用是相同的 B 85 习题巩固 3.新冠肺炎使我们对病毒的威力有深刻感受，所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法，错误的是（ ） A.生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等 B.利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性极强、致死率极高的特点 C.中美两国发布联合声明，重申在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器 D.彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识 C 86 习题巩固 4.(2022河北廊坊统考)2015年2月3日，英国议会下院通过了一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。其培育过程可选用如下技术路线。 87 习题巩固 据图分析下列叙述错误的是 ( ) A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 B.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿” C . 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 D .三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术 C 88 5.(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题： (1)对1号猪使用___________处理，使其 超数排卵，收集并选取处在___________ _________(时期)的卵母细胞用于核移植。 促性腺激素 减数分裂Ⅱ中期 (2)采集2号猪的组织块，用___________ __________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中 CO2的作用是________________。 胰蛋白酶(胶 维持培养液的pH　 原蛋白酶) (MⅡ期) 习题巩固 (3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行______。产出的基因编辑猪的性染色体来自____号猪。 分割 2 (4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。 ①DNA测序 ②染色体倍性分析 ③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交 ①④ 习题巩固 THANKS $