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1、第第 38 讲讲 胚胎工程胚胎工程 考纲要求 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()。 考点一 体内受精和早期胚胎发育重要程度： 1精子和卵子的发生的比较 项目精子的发生卵子的发生 场所睾丸的曲细精管卵巢 时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后 变形需变形不需变形 分裂均等分裂不均等分裂 结果形成 4 个精子形成 1 个卵子和 3 个极体 2受精 (1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应 的生理变化后，才能获得受精能力。 (2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才
2、具备与精 子受精的能力。 (3)受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别 精子遗传物质进入卵细胞。 3胚胎发育过程：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚胚层分化胚体形成幼体。 (1)哺乳动物的早期胚胎发育是在输卵管中进行的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期 着床。 (2)卵裂：细胞分裂方式是有丝分裂。 (3)囊胚：由滋养层细胞和内细胞团构成，内细胞团细胞具有发育全能性，能分化出幼体 动物的所有组织器官。 (4)原肠胚：出现了三个胚层和原肠腔。 1排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 2防止多精子入卵的机制包括：第一道屏障：透明带反应；第二道屏障：卵细胞膜反应。
3、3受精标志和受精完成的标志 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、 雄原核的融合。 4卵裂期细胞体积、数量及胚胎总体积的变化 细胞体积缩小，细胞数量增加，胚胎总体积不变或略有缩小。 1 下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( ) A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D原肠胚发育分化形成内、外两个胚层 答案 A 解析 同种动物精卵细胞表面有相互识别的特异性蛋白，所以能进行特异性识别。卵裂 球尚未着床，不能从母体获得营养物质，所以细胞的体积会随分裂次数增加而不断减小
4、。 囊胚外表有一层扁平细胞，称为滋养层，将发育成胎盘和胎膜等附属结构，囊胚内部的 内细胞团细胞具有发育全能性。原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。 2 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精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂 答案 A 解析 受精时精子依次穿越放射冠和透明带；阻止多精入卵的屏障依次是透明带反应和 卵细胞膜反应；卵子完成减数第二次分裂是在雄原核形成时进行的。 3 高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经 32 细胞期、囊胚、原肠
5、胚和 组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体。如图是胚胎发育过程中某阶段示意图， 有关叙述不正确的是( ) A依次为滋养层、内细胞团 B高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵卵裂期32 细胞期囊胚期原肠胚 期幼体，其中最关键的时期是原肠胚期 C高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束 D进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行 答案 D 解析 图示为囊胚期结构，图中依次为滋养层、内细胞团。高等哺乳动物胚胎发育 经历的时期是受精卵卵裂期32 细胞期囊胚期原肠胚期幼体，其中原肠胚分 化形成三胚层，将来分化成不同的组织、器官，是最关键的时期。分化开始于囊胚期。 考点二 体外受精和早期胚胎培
6、养重要程度： 1 体外受精 (1)卵母细胞的采集和培养 Error!Error! (2)精子的采集和获能 Error!Error! (3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。 2 胚胎的早期培养 (1)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。 (2)培养液成分巧记Error!Error! (3)胚胎处理：受体移植或冷冻保存。 1 原肠胚不属于早期胚胎 早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的阶段。 2 胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分不完全相同 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
7、外，还需要血清、抗生素等。 易错警示 (1)获得精子和卵子后，两者并不立即在体外结合：需要对精子进行获能处 理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。 (2)胚胎发育的过程中，细胞的全能性并非完全相同，桑椹胚具有全能性，囊胚是开始 分化的阶段，原肠胚时期已出现高度分化。 1 培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题。 (1)甲过程为_，其过程中可通过给母山羊注射_ 使其超数排卵。 (2)乙过程的目的之一是_处理。 (3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同，乙过程的培养液为_ 或专用的受精溶液，丙过程的培养液为_。 (4)丁过程是_，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代
8、孕母羊 子宫内。 答案 (1)卵母细胞的采集 促性腺激素 (2)对精子进行获能 (3)获能溶液 发育培养 液 (4)胚胎移植 解析 分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊， 使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专 用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程是胚 胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动 物子宫内使之继续发育为新个体。 考点三 胚胎移植和胚胎分割移植与胚胎干细胞重要程度： 1 胚胎移植 (1)概念剖析 供体：能提供早期胚胎或通过体外受精及其他方式
9、得到胚胎的雌性动物。 受体：同种的、生理状态相同的其他雌性动物。 结果：产生新个体。 (2)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (3)生理学基础 移入：排卵后，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。 收集：早期胚胎处于游离状态。 存活：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 遗传性：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 的遗传特性不受任何影响。 (4)基本程序： 对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存 胚胎移植移植后检查。 2 胚胎分割 (1)概念 方法：机械方法。 分割份数：将早期胚胎切割成二分胚、四分胚或八分胚等。
10、 目的：获得同卵双胎或多胎。 (2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。 (3)材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 (4)要求：将内细胞团均等分割。 3 胚胎干细胞 (1)干细胞 概念：动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是 重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。 分类：专能干细胞、多能干细胞、全能干细胞。 (2)胚胎干细胞的应用 为新药的药理、药效毒理等细胞水平的研究提供材料，大大减少了新药研究所需动物 的数量，降低了成本。 将给人类疾病的治疗带来全新的医疗手段。 结合基因工程等技术培育生长快、抗病力强、高产的家畜品种等。 1 探究用于移植的胚胎
11、来源及生殖方式 (1)核移植无性繁殖。 早期胚胎培养 (2)体外受精有性生殖。 早期胚胎培养 (3)体内受精冲卵移植有性生殖。 2 同期发情和超数排卵所使用的激素一样吗？ 答案 不一样，同期发情处理一般用雌激素，超数排卵处理用促性腺激素。 3 胚胎移植过程要经过两次检查，分别是：冲卵后，对胚胎进行质量检查；移植后进 行是否妊娠检查。 1 通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述，正确的是( ) A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低 答案 D 解析 在胚胎移植
12、时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而对受体母牛进 行同期发情处理时通常不用促性腺激素，而是用孕激素或前列腺素，A 项错误；胚胎移 植技术中，移植的胚胎可来自体内受精后发育获得的，也可以是体外受精后进行培养得 到的早期胚胎，B 项错误；胚胎移植时，移植的胚胎不能用原肠胚，而应该用桑椹胚或 囊胚，C 项错误；目前二分胚进行胚胎移植的成功率较高，而同卵多胎的成功率很低， D 项正确。 2 如图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。 (1)阶段常用_激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。 (2)冲卵的生理基础是_。 (3)阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_或_阶段。
13、(4)若要通过获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对阶段检查合格的胚胎进行 _技术处理，该过程中应注意对_进行均等分割。 (5)ES 或 EK 细胞的形态特征是_，在培养液中加入 _，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。 答案 (1)促性腺 (2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系 (3)囊胚 桑椹胚 (4)胚胎分割 内细胞团 (5)体积小、细胞核大、核仁明显 分化诱导因子 解析 (1)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。 (2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理基础。(3) 胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发
14、育到囊胚或桑椹胚阶段。(4)应用胚 胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行 均等分割。(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞 在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。 高考模拟 提能训练 高考题组 1 (2013江苏卷，13)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为 HH 的个体早期死亡。 一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错 误的是( ) A首先经超排卵处理后进行体外受精 B从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型 C根据检测结果筛选基因型为 hh 的胚胎 D将胚胎培养
15、至原肠胚期后移植到子宫 答案 D 解析 胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚，D 错误。 2 (2013山东卷，35)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继 而利用 iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程图如下： (1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在 贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。 (2)图中 2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为 _，也可以从灰鼠体内取出卵子， 通过_后进行 早期胚胎培养获得。 (3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚 胎可使用_方法保存。 (4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得。iPS 与 ES 细胞同 样具有
