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1、第34讲胚胎工程 第十单元现代生物科技专题 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 考纲要求 考点一生殖细胞的形成与胚胎的发育 考点二胚胎工程实验技术 矫正易错强记长句 重温高考演练模拟 内容索引 课时作业 生殖细胞的形成与胚胎的发育 考点一 1 生殖细胞的形成 1 精子的发生 精子的形态结构精子结构一般都可以分为头 和3部分 精子的头部主要由一个的顶体和的细胞核构成 顶体内含有多种与受精有关的 细胞核中染色体高度浓缩 含有雄性动物的 细胞质 知识梳理 中段 囊状 尾 变形 水解酶 全部遗传信息 很少 精子发生的过程a 场所 睾丸 b 过程i
2、增殖期 精原细胞通过增殖 一部分贮藏于曲细精管中继续增殖 另一部分进入生长期 ii 生长期 进入生长期的精原细胞成为初级精母细胞 iii 成熟期 初级精母细胞进行 iv 精子形成期 中的精子一般没有受精能力 只有当精子头部的被分解后精子才能具备受精能力 精子发生的激素调节 雄激素的作用主要是刺激和的发育与成熟 激发并维持 有丝分裂 连续两次分裂 长大 附睾 糖蛋白 雄性生殖器官 精子 第二性征 2 卵细胞的发生 卵细胞的形态结构 卵细胞的细胞膜外周由内向外依次是 多 十分丰富 卵细胞发生的过程a 场所 卵巢中的 透明带 细胞质 放射冠 核糖体 卵泡 b 过程i 增殖期 哺乳动物在胚胎期完成后
3、雌性胎儿的就分化为卵原细胞 这些卵原细胞最后一次有丝分裂后发育为初级卵母细胞 初级卵母细胞进一步发育 并被卵泡细胞包围形成 ii 生长期 雌性哺乳动物以后 原始卵泡中的细胞陆续再次进入生长发育状态 此时其细胞体积不断增大 随后进入成熟期 iii 成熟期 随着卵泡的成熟 卵泡内的初级卵母细胞 经减数分裂 形成一个细胞和一个很小的第一极体 对多数哺乳动物来说 次级卵母细胞继续进行减数分裂 但它停止在分裂阶段 性分化 原始卵泡 原始生殖细胞 性成熟 初级卵母 次级卵母 中期 卵细胞发生的激素调节 卵泡刺激素 FSH 可促进卵母细胞的生长和发育 并和黄体生成素 LH 一起使卵泡细胞释放更多的促进卵泡生
4、长 LH增高会引起排卵 雌激素 2 胚胎的发育 1 受精作用 含义 是结合形成一个的过程 场所 哺乳动物是受精的 过程 当精子和卵细胞接触时 精子发生反应 释放出水解酶 将卵细胞的透明带分解 从而进入卵细胞内 与此同时 精子接触 时 卵细胞被激活 释放出一种物质传播到卵黄表面 引起发生改变 阻止后来的精子入卵 所以哺乳动物多是入卵的 两性配子 体内 新细胞合子 顶体 卵黄膜 透明带 单精子 2 胚胎发育的过程 场所 卵细胞在中与精子受精结合 受精卵形成后 在 中开始了有丝分裂的进程 早期胚胎发育包括3个阶段a 桑椹胚 受精卵开始进行的几次有丝分裂 较普通有丝分裂快得多 称为 当分裂到个细胞时
5、细胞紧密连接成为一个细胞团 此时叫 当卵裂球内含有2 8个细胞时 其中的每一个细胞都具有 可以发育成一个完整的个体 这时的每一个细胞都可以做胚胎移植的 输卵管 卵裂 输卵管 卵裂球 16 32 桑椹胚 全能性 核供体 b 囊胚 桑椹胚继续发育 细胞分泌 在胚胎内部形成空隙 逐渐变大成为 并出现细胞定位现象 一端细胞个体较大 形成密集的内细胞团 另一面只有环透明带一排细胞叫做滋养层 此时的胚胎叫囊胚 c 原肠胚 囊胚进一步发育 内细胞团外的退化 内细胞团裸露形成胚盘 在胚盘的下方衍生出 经过变化又出现了第三个胚层 它插入到上下胚层之间 称为 这时的胚胎叫原肠胚 液体 滋养层 囊胚腔 内胚层 中胚
6、层 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在胚胎期就开始的 2 卵子形成过程中 减数分裂 和减数分裂 是连续的 3 排卵是指卵泡从卵巢中排出 4 附睾中的精子一般不具有受精能力 5 透明带发生改变可防止多精入卵 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 如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段 据图分析 1 A B C的名称分别是什么 提示桑椹胚 囊胚 原肠胚 提示 2 图中的4和7两个空腔是同一个结构吗 提示不是
7、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 命题点一精 卵细胞的发生与受精过程分析1 下列不是精子 卵子发生的区别的是A 初级精母细胞 初级卵母细胞的形成时间B 减数分裂 和减数分裂 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目 命题探究 答案 解析 解析初级精母细胞的形成时间是从初情期到生殖
8、机能衰退 初级卵母细胞的形成时间是在胚胎出现性别分化后 A项正确 精子形成过程中 减数分裂 和减数分裂 在时间上是连续的 而卵细胞形成过程中 减数分裂 和减数分裂 在时间上是不连续的 B项正确 精子的形成过程需要变形 卵细胞的形成过程不需要变形 C项正确 精子和卵细胞中的染色体数目相同 都是体细胞的一半 D项错误 2 2018 贵阳第一中学联考 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 1 图中A是 B是 E是 答案 解析 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
9、C为卵泡的形成 第一极体 合子 精子 2 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 解析 解析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留下来 答案 需要变形 细胞核 线粒体 3 当观察到两个极体时 表明 解析当观察到两个极体时 表明卵子已经完成了受精 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 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 答案 5 阶段C发生的场所是 解析 解析阶段C 卵泡的形成 发生在卵
10、巢内 答案 卵巢 命题点二早期胚胎发育过程的分析3 下图表示高等动物的个体发育过程 下列说法正确的是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 雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D 原肠胚是进行胚胎移植的最好时期 答案 解析 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
11、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 如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段 请据图回答下列问题 1 写出各个阶段的名称 A B C 解析 解析图中A是桑椹胚 B是囊胚 C是原肠胚 答案 桑椹胚囊胚原肠胚 2 写出图中各标号的名称 2 4 5 7 8 解析 解析图B中 1 是滋养层 2 是内细胞团 3 是透明带 4 是囊胚腔 图C中 5 是外胚层 6 是滋养层 7 是原肠腔 8 是内胚层 答案 内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层 3 A时期的细胞具有发育上的 性 B时期开始出现 C时期开始出现 解析 解析桑椹胚细胞具
12、有全能性 囊胚开始出现细胞分化 已分化为滋养层细胞和内细胞团 原肠胚已有胚层分化 分化为外胚层 内胚层 在内 外胚层之间将形成中胚层 答案 全能 细胞分化 胚层分化 4 2 将来发育成 解析 解析内细胞团将发育为完整的胚胎 滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘 答案 完整的胚胎 胚胎工程实验技术 考点二 1 人工授精和胚胎体外培养 1 人工授精 精子的获取a 采精 常用人工采集的方式 b 精液的保存 通常需要加入特殊的 并在下保存 知识梳理 采集精液 稀释液 低温 卵细胞的获取a 获取场所 可以从中采集处于不同发育时期的卵细胞 也可以从或内采集卵细胞 b 超数排卵 指人为注射外源 促使卵巢排出较正常
13、情况下更多的 c 采卵技术 有和两种方法 卵巢 输卵管 子宫 促性腺激素 成熟卵细胞 手术采卵 冲洗输卵管采卵 非手术采卵 子宫冲卵 2 体外授精 体外培养条件 利用化学药物 咖啡因 肝素等 使精子达到状态 这样才能够穿入到卵细胞内部 含义 采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子 使其在中受精 过程 取出成熟附睾精子 放入培养液中 在内放置2h 使精子活力增强 采集成熟的卵细胞 放入含有精子的卵细胞培养液中 6h后检查受精情况 获能 试管 CO2培养箱 3 显微授精 含义 是将完整精子或精核用注入卵周隙或卵胞质 激活并完成受精作用 优点 显微授精过程不受精子的 等因素的影响 4 胚胎体外培养 含
14、义 胚胎体外培养是应用的环境 对获取的早期胚胎进行体外培养 要求 进行胚胎体外培养时 必须配制 培养不同发育时期的胚胎 显微操作仪 卵母细胞 数量 活力 人工创造 一系列含有不同成分的培养液 2 胚胎移植技术 1 胚胎移植前的准备 胚胎的采集a 胚胎的来源 一种是采用技术 简称超排 以增加可用卵的数量 另一种是利用技术培育胚胎 b 要求 胚胎移植的整个过程必须 并保持操作 超数排卵 体外授精 迅速准确 无菌 供体 受体动物的准备a 供体的选择 应先从那些遗传性能的健康母畜中选择 然后再根据 繁殖力 年龄 发情周期 对超数排卵的反应及自然排卵是否正常等指标来进一步选择理想的供体群 并建立严格的
15、b 受体的选择 原则上选择那些较低 数量较多 健康无病 正常的适龄母畜作为移植受体 c 要求 进行胚胎移植时要求受体母畜的发情 胚胎的保存胚胎保存是指在一定条件下使胚胎并保持的一种方法 优良而稳定 营养情况 供体档案 发情周期 生产性能 同步化 停止发育 重新恢复发育活性 2 胚胎移植的实施 手术法a 适宜动物 一般用于的动物 b 过程特点 不同的动物和胚胎细胞数量 胚胎植入的部位 非手术法a 适宜动物 一般用于大 b 过程特点 将装有胚胎的吸管装入内 通过子宫颈插入深部 注入胚胎 3 胚胎移植技术的应用首先 是充分发挥优良母畜的 迅速扩大优良种群 其次 是保存品种资源 建立 中小型 不同 家
16、畜 子宫角 移植枪 繁殖潜力 优良种质资源基因库 3 胚胎分割技术胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成或 经过短暂培养使其修复 发育后 再一同或分别移植到不同的中妊娠并产生多胎的技术 1 胚胎分割的程序 切割器具的准备 胚胎分割需要的器械有 倒置显微镜和显微操作仪 在进行胚胎分割之前需要制作和 胚胎的预处理 为了减少切割损伤 胚胎在切割前一般用进行短时间处理 使透明带软化并变薄或去除透明带 代孕母 两组多组 体视显微镜 胚胎固定管 分割针 链霉蛋白酶 胚胎的分割 将移入含有操作液的培养皿中 然后在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎一分为二 不同发育阶段的胚胎 可以采用的切割方法 分割胚的培养 分割后的半胚需放入中 或者用包埋移入中间受体内 或直接在体外培养到或阶段 分割胚的移植 按照胚胎移植的操作程序 将发育良好的胚胎移植到受体内后 受体受孕产仔 不同 发育良好的胚胎 空透明带 琼脂 输卵管 桑椹胚 囊胚 无菌 2 胚胎分割技术的应用在畜牧生产上 常通过胚胎分割来扩大的数量 可以用来培育遗传特性相同的动物群 为生物学 医学 药学和畜牧学的研究提供实验动物 胚胎切割取样还可以用于胚胎的鉴定 优
