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1、专题三专题三 胚胎工程胚胎工程3.13.1体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育【自主学习自主学习】一、精子和卵子的发生1精子的发生（1）场所：精子的发生是在内完成的。（2）时期：从开始直到。（3）过程：发生的过程大体可分个阶段。第一阶段：细胞的形成：精原细胞经过_分裂产生多个 细胞第二阶段：细胞的形成：初级精母细胞经分裂形成含有染色体的细胞第三阶段：变形： 变为精子头部的主要部分，发育为头部的顶体，_演变为精子的尾， 形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩成_。 (4)精子的形态外形似，分、三大部分。2卵子的发生(1)场所：卵子的发生是在内完成的。(2)过程：雌性胎儿卵巢内的，通过增加其数量，演
2、变为，被包围形成卵泡。初级卵母细胞经过分裂变为成熟的卵子。减数第一次分裂时间是在完成的，结果是产生。减数第二次分裂时间是在的过程中，结果是产生。二、受精1卵子受精的标志：在的间隙可以观察到时。2场所：受精是在内完成的。3过程：包括阶段和阶段。准备阶段1：，即精子必须在内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段2：卵子的准备，即卵子在内达到减数第二次分裂期时，才具备受精能力。受精阶段一包括精子穿越和，进入 ， 形成和结合。三、胚胎发育1卵裂期的特点分裂，细胞数目，胚胎总体积或。2早期胚胎发育的几个阶段 ：该时期细胞属于细胞。囊胚：细胞开始出现，将来发育成各种组织， 将来发育成胎膜、胎
3、盘，出现腔后，进一步扩大会导致。原肠胚：内细胞团的细胞形成外胚层，的细胞形成内胚层，出现 腔。 【课后练习课后练习1】1】 1假设下图为某动物精巢内的一个精原细胞在减 数分裂过程中某时期图像及染色体数量变化的曲线 图。(图乙中1为精原细胞的分裂间期)。(1)请根据图示内容回答下列问题：上图甲时期的细胞名称是，此细胞有条染色体，有对同源染色体。图乙中8时期是减数第二次分裂期，细胞的名称是。图乙中4发展至5时期，染色体数目发生变化是由于分离，并分别进入到两个细胞。图乙中7发展到8时期，染色体数目发生变化是由于，并分别进入到两个子细胞，其子细胞9的名称是。(2)请在本题图33的空白坐标上画出该细胞减
4、数分裂过程中DNA分子数目变化曲线图。2、下图是家畜卵子发生和成熟示意图,请据图完成下列问题。 (1)写出下列字母所示的时期或细胞名称: A : 、B: 、C: 、D: 。 (2)卵子的发生是在雌性动物的 内完成的。初级卵母细胞需经过 分裂才能变为成熟的卵子。减数第一次分裂是在雌性动物 前后完成的,减数第二次分裂是在 结合过程中完成的。 (3)卵子完成受精的重要标志是 。 3、通过研究蛙胚胎发育过程,发现蛙的受精卵与原肠胚的体积相同。原肠胚三个胚层的细胞发育为不同的组织器官。 (1)受精卵卵裂期的细胞分裂方式是 。随着卵裂的进行,胚胎的体积 ,每个细胞的细胞核的遗传物质 。 (2)早期胚胎细胞
5、尽管在体积上发生了很大的变化,但细胞的功能和发育潜能没有改变。这些细胞相当于 干细胞。 (3)外胚层细胞只能增殖和分化为表皮和神经等组织细胞,而不能形成肌肉组织。这是因为三个胚层细胞中所含的基因是 ,它们的分化方向不同,是基因 的结果。4、请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 和 。 (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)精子的尾部聚集着许多线粒体
6、,这与 相适应。 51984年3月9日,世界上第一胎“试管山羊”由中国兽医博士旭日干与日本人筑波共同培育成功,旭日干于1989年培育出了中国首胎“试管绵羊”及“试管牛”,如今胚胎工程已经成功应用到农业生产实践当中。请回答有关胚胎工程的理论知识和实际问题:(1)哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪,分头、颈、尾三大部分,是由精子细胞变形得到的,其中的 结构变为精子头的主要部分, 发育为头部的顶体, 演变为精子的尾,细胞内的其他物质浓缩为球状,叫 。 (2)卵子与精子在发生上最大的不同是卵泡形成和储备是在 时期,而精子是在初情期开始的;雌性刚排出的卵并非成熟的卵子,要在精卵结合的过程完成减数分裂,所以用于
7、体外受精采集的卵母细胞必须培养到减数分裂的 期才能与精子进行受精。判断卵子是否受精的重要标志是可以观察到 ,在受精阶段,防止多精入卵的第一道和第二道屏障依次为 和 。 (3)受精卵形成后,要在体外培养成早期胚胎才能移入母体子宫内,一般需要胚胎发育至期,将其移植到 的其他雌性动物体内;若需要进行胚胎分割,要注意将胚胎的 均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育,胚胎分割可以看做动物 (填“有性”或者“无性”)繁殖的方法之一。 课时作业课时作业2 262013年7月，中国试管婴儿之母卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过
8、设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。 （1）设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用 处理促进母亲排出更多的卵子。（2）胚胎发育的卵裂期在 （填“透明带”或“放射冠”）内进行。受精卵经72小时体外培养发育成由32细胞左右的胚胎，叫做 ，可用于胚胎移植。（3）为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRYPCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个 （填“滋养层”或“内细胞团”）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 ，以 为模板进行PCR扩增；
9、最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为 性。（4）设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于 和 之间的第一极体一并吸出。7“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答：（1）在体外受精时，精子首先要进行_处理；卵细胞则要培养_ (时期)才能与精子结合。（2）采用_技术，能得到“同卵双胞胎”。（3）如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别，将会破坏 人类正常的_。根据现代生物技术知识回答：（4）要培育高产奶率的转基因牛，
10、如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，科学家_和乳腺蛋白基因的_、终止子等重组在一起，通过显微注射等方法导入牛的受精卵中。（5）动物细胞工程中，重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物外，还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、_等物质，恒温箱中加入CO2的作用是_。8“滔滔”是我国第一例转入人体白蛋白基因的转基因试管牛，人们利用该转基因奶牛的乳汁生产人类血清白蛋白。（1）试管动物实际上是体外受精与胚胎移植两项技术的综合运用。体外受精前需要对奶牛的精子进行_处理。防止多精入卵的生理反应包括_和_。胚胎工程的终端环节是胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是不发生_。（hI2）
11、人体白蛋白基因通常可以从基因文库中获取，含有一种生物所有基因的文库称为_，获得人体白蛋白基因后可以利用_技术进行扩增。人体白蛋白基因一般利用_技术导入牛的受精卵中，当受精卵分裂到囊胚期时，需要取囊胚的_细胞进行性别鉴定，以确保发育成熟的牛能分泌乳汁。9请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
12、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，可对发育到桑葚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。10控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊
13、仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如下图所示）。根据以上信息回答下列相关问题：(1)从良种母牛卵巢中采集的卵母细胞，需要进行体外培养到_时期；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。(2)图中过程通常采用 技术。在这个过程中精子与卵子相遇时，首先发生了 反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有 、 。受精卵经过体外培养，形成早期胚胎，再移植到受体母鼠体内。(3)胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用激素对受体进行 处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法（只需写出名称或简要原理） 。(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物，在基因工程操作的基本程序中，基因工程的核心是
