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1、学 海 无 涯 学案学案 51 胚胎工程胚胎工程 考纲要求 1 动物胚胎发育的基本过程 2 胚胎工程的理论基础 3 胚胎干细胞 的移植 4 胚胎工程的应用 一 受精 1 准备阶段 包括 和 2 受精阶段 1 精子与卵子相遇时 首先发生 以形成精子穿越放射冠的通 路 2 防止多精子入卵受精的两道屏障是 和 作用 记住了吗 判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可观察到什么结构 二 胚胎发育 1 卵裂期特点 1 细胞分裂为 2 细胞数量不断增加 但胚胎的总体积 或略有 来源 Zxxk Com 2 早期胚胎发育的阶段 1 桑椹胚 这一阶段的细胞都属于 2 囊胚 内细胞团 将来发育成 滋养层细
2、胞 将来发育成 3 原肠胚 具有 中胚层和 三个胚层 以及由内胚层包围的 三 体外受精和早期胚胎培养 1 体外受精阶段 1 的采集和培养 2 的采集和获能 3 受精 2 胚胎的早期培养 1 培养液成分包括无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及 等物 质 2 牛 羊 一 般 培 养 到 或 囊 胚 阶 段 人 的 试 管 胚 胎 一 般 要 培 养 到 阶段 四 胚胎工程 1 胚胎移植 1 概念 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 的其他雌性动物体内 使之继续发育为新个体的技术 2 理论基础 排卵后 供 受体 的生理变化是相同的 早期胚胎形成后 在一定时
3、间内处于 未与母体子宫建立组织上的联系 受体对外来胚胎基本上不发 生 反应 供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系 而 不受 影响 3 基本程序 对供受体的 配种或进行 对胚胎的收集 检查 培养或保存 对胚胎进行 移植后的检查 2 胚胎分割 1 概念 采用机械方法将 切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得 或 的技术 2 材料 应选择发育良好 形态正常的 或 知道了吗 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 要注意将内细胞团均等分割 为什么 五 胚胎干细胞 1 来源 是由 或 中分离出来的一类细胞 学 海 无 涯 2 特点 1 形态上表现为体积小 大 明显 2 在功能上 具有发育的 3 在体外培养条件
4、下 可增殖而不发生 探究点一 体内受精和早期胚胎发育 1 比较精子和卵子的发生 完成表格填空 项目 精子 卵子 不 来源 学 科 网 Z X X K 来 源 学科网 ZXXK 同 点 来源 学科网 场所 睾丸的曲细精管 来源 学 科 网 Z X X K M M 时间 从 开始 直到 M 在 完成 M 在 过程中完成 过程 特点 M 和 M 是连续的 需变形 细胞质均 等分配 M 和 M 是不连续的 不需要变 形 细胞质 分配 结果 形成 精子 形成 卵细胞和 3 个极体 相同点 原始生殖细胞的增殖为 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟过程均经过 复制和 分裂 子细胞染色体数目 2 简述受精过程的两
5、个阶段 3 简述早期胚胎发育的过程和特点 思维拓展 1 排卵是指卵子从卵泡中排出 2 受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 受精过程结束的标志是雌 雄原核融合成合子 3 受精过程中有三大反应 作用 顶体反应 透明带反应 卵黄膜封闭作用 三大反应 作用 的作用不同 顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路 透明带反应是防止多精子 入卵受精的第一道屏障 卵黄膜封闭作用则是防止多精子入卵受精的第二道屏障 探究示例 1 关于受精过程的叙述错误的是 A 获能后的精子与卵子相遇后 释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵 D
6、雄原核形成的同时 卵子完成减数第二次分裂 听课记录 探究点二 体外受精和早期胚胎培养 1 完成哺乳动物体外受精过程示意图 学 海 无 涯 2 完成胚胎的早期培养填空 1 培养液的成分 无机盐 激素 氨基酸 核苷酸等营养成分和 等物质 2 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向 或 保存 思维拓展 1 早期胚胎一般指可用于移植的胚胎 在原肠胚之前的囊胚 桑椹胚甚至更早的阶段 2 牛的体外受精技术水平最高 3 胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同 除无机盐 营养成分和调节物 质外 还需要血清 两者都是液体培养基 但植物组织培养为固体培养基 其中加入琼脂 所需植物激素主要是生长素和细胞分裂
7、素两大类 探究示例 2 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 以下原因不正确的是 A 卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程 B 动物排出的卵子成熟程度不同 C 体外人工培养至减数第二次分裂中期时 才算成熟 D 冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大 听课记录 探究点三 胚胎工程的应用及前景 1 完成胚胎移植基本程序 以牛胚胎移植为例 2 完成胚胎分割基本程序 学 海 无 涯 3 简述胚胎干细胞的特征与应用前景 思维拓展 1 与胚胎移植有关的几条规律 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
8、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 二 者与受体牛没有关系 4 冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎 而非冲出卵子 2 如何区分试管动物与克隆动物 试管动物 克隆动物 技术环节 体外受精 早期胚胎培养 胚胎 移植 细胞融合 早期胚胎培养 胚胎 移植 生殖方式 有性生殖 无性生殖 3 几项技术手段的比较 类型 过程及原理 遗传物质来源 后代性状表现 生殖 方式 受精 卵移植 精子 卵细胞 体外 受精卵 植入 母体 两个亲本 两个亲本的显性性 状 有性 生殖 核移植 主要来自供体细 胞核 少量来自
9、卵 细胞质 主要性状与核供体 相似 少量性状与卵 供体相似 无性 生 殖 胚胎 移植 胚 胎 分 割 移 植 同一受精卵 有丝 分裂 胚胎 分割后 分别植入 多个母体 两个亲本 基因型相同 表现型 基本一致 无性 生殖 学 海 无 涯 试 管 婴 儿 精子 卵子 试管中 受精 受精卵 发育 一定阶段的胚胎 植入母 体子宫 胎儿 两个亲本 两个亲本的显性性 状 有性 生殖 探究示例 3 2010 南京二调 世界卫生组织解释克隆为 遗传上同一机体或细胞系 株 的无性繁殖 相对于植物克隆而言 动物尤其是高等动物的克隆比较困难 下图表示哺乳 动物克隆的几种方法的主要步骤 据图回答下列问题 1 方法 2
10、 获得的小牛的细胞核遗传物质来源于 方法 3 中 和 发育成的小牛的遗传 物质 相同 不同 2 细胞 B 取自囊胚的 具有全能性 称为 细胞 囊胚 已经 尚未 出现分化 3 应用图示方法 得到的小牛与供体 1 遗传物质最相似 4 克隆也可以理解为复制 拷贝 结合世界卫生组织的定义 你认为还有哪些现代生物 技术也属于克隆 5 2009 年 3 月 9 日 美国总统奥巴马签署行政令 决定解除对使用联邦政府资金支持胚 胎干细胞研究的限制 对此 各界反应不一 你的态度及理由是 听课记录 题组一 早期胚胎培养和体外受精 1 2011 浙江卷 2 培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙
11、 述正确的是 学 海 无 涯 良种母山羊 甲 卵母细胞 良种公山羊 采集 精子 乙 受精卵 丙 早期胚胎 丁 代孕母羊 繁育 试管山羊 A 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D 丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内 2 2011 江苏卷 18 下列关于胚胎工程的叙述 错误的是 A 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D 试管婴儿技术主要包括体外受精 早期胚胎培
12、养和胚胎移植技术 3 2011 苏州模拟 关于桑椹胚和囊胚的比较 以下说法不正确的是 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遗传物质突变引起的 D 囊胚期内细胞团和滋养层细胞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 4 下面是以小鼠为对象进行的研究工作 请分析回答问题 1 进行小鼠胚胎工程操作时 首先在光控周期下 光照 14 h 黑暗 10 h 饲养成年雌鼠 并注射促性腺激素 目的是 然后从雌鼠输卵管中取出卵子 在一定 条件下培养成熟 并从雄鼠附睾中取出精子 在一定条件下培养一段时间 目的是 再在 37 5
13、CO2条件下 精卵共同作用 4 h 冲洗后继续培养 定时在显微镜下观察 胚胎的变化 第 5 天可以看到胚胎发生收缩 细胞间隙扩大 接着胚胎内部出现裂隙 这是 胚胎 期开始的标志 2 如果体外受精后 在精核与卵核融合之前 用微型吸管吸除雄核 再用细胞松弛素 B 处理 作用类似于用秋水仙素处理植物细胞 处理后的受精卵可发育成小鼠 这种方法在动 物新品种选育中的显著优点是 3 如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中 由重组细胞发育成小鼠丙 则 小鼠丙的基因来源于 4 如果将外源基因导入小鼠受精卵 则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵 DNA 中 这种受精卵有的可发育成转基因小鼠 有的却死亡 请
14、分析因外源基因插入导致受精卵死亡 的最可能的原因 题组二 胚胎工程的应用前景 5 2010 江苏卷 16 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 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D 一次给受体母羊植入多个胚胎 可增加双胞胎和多胞胎的比例 6 老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的 淀粉样蛋白体 它的逐渐积累可能导致 神经元损伤和免疫功能下降 某些基因的突变会导致 淀粉样蛋白体的产生和积累 下列 技术能用于老年痴呆症治疗的是 多选 A 胚胎移植技术 B 胚胎干细胞技
15、术 学 海 无 涯 C 单克隆抗体技术 D 基因治疗技术 7 请回答下列与胚胎移植有关的问题 1 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 经人工授精后可得到 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 2 若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体 可对发育到桑椹胚或囊胚阶 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 题组三 综合题 8 2010 连云港模拟 控制哺乳动物性别对
16、于畜牧生产具有重要意义 目前 通过分离精 子技术选择含不同性染色体的精子进行受精是控制哺乳动物性别的有效方法 含 X 染色体的 牛精子中 DNA 含量比含 Y 染色体精子高 4 左右 人们现在能够利用这一差异把牛含 X 染 色体的精子与含 Y 染色体的精子分离 请结合图解回答 1 精子在受精以前必须进行 处理 2 受精卵在体外培养时 培养液中除加入必需的葡萄糖 氨基酸 无机盐离子 维生素 激素等外 还要加入少量的 及通入一定浓度的 CO2 通入 CO2的主要目的是 3 如果想利用牛乳腺反应器生产人的干扰素 应选择上图中的 为受体 细胞 将基因表达载体导入受体细胞的常用方法是 要最终确定目的基因 是否表达 需要对牛的 进行检测 若 说明目的基因成 功表达 否则说明目的基因没有表达 4 该受体细胞培养至一定时期可通过 的方法 从而一次得到 多个转基因牛个体 9 2010 广州质检 随着科学技术的发展 人们可以根据人类的需求来改造生物的性状 在许多领域取得了可喜的成果 如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解 根据下图回答 1 在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有 2 在基因工程中 我们称
