选修三知识点(胚胎工程)—教师版

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1、专题3胚胎工程卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所，内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡，而成熟的卵而受精完成的标志为雌雄原核(一) 体内受精和早期胚胎发育1胚胎工程的概念：是指对动物 早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，女口胚胎 移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养 等技术。经过处理后获得的 胚胎，还需移植 到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。2、精子和卵子的发生泡中可释放出卵子，其中卵子的外面有辅助结构一一透明带，由卵丘细胞(卵泡细胞)形成 放射冠，而卵子外面的胞膜即卵细胞膜。排卵指 虹从卵泡中排出，而非卵泡从卵巢中排出(5) 受精的标志是 在透明带和卵细胞膜之间观察到两个

2、极体 ；的融合 2、动物胚胎发育的基本过程(1) 受精场所是母体的 输卵管并不增加，或略先逬行有丝分裂增加性原细胞数目, 再减数分裂产生成熟生殖细胞(2) 卵裂期：特点：细胞 有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积精子：睾丸(曲细精管)z卵子:卵巢(M I),输卵管(MH)卵子初情后 卵泡的形成及卵巢内的储备 在出生前(即胎儿时期)完成 排卵在初情期完成型 间精子与卵子的发生精子卵子需要变形； 均等分裂不需要变形； 不均等分裂受精作用1个精原细胞形成4个精子;1个卵原细胞形成1个卵子 和3个极休有减小(3)桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到 32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全

3、能细胞。(4) 囊 胚：特点：细胞开始出现 分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端 个体较大的细胞称为 内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。而沿透明带内壁扩展和排列, 个体比较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。中间的空腔称为囊胚腔。(5) 原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。(1) 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在 出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和 卵子在发生上的重要区别，但不是唯一的区别，如发生场所、过程及结果也不相同。(2) 精子的发生中两次减数分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的，减数第一次分

4、裂在 卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极 体，进入输卵管，在 与精子的结合过程中 完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第 二极体。当雌雄原核融合时，第一极体完成分裂，形成 2个第二极体。有的哺乳动物的第 一极体不再分裂。(3) 不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关(4) 哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系(二) 体外受精和早期胚胎培养1、体外受精(1) 卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子(超数排卵)，然后，从 输卵管中冲取 卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞:第三种方法：借助超声波探测

5、仪、腹腔镜等直接从 活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。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。(2) 精子的采集和获能 收集精子的方法：主要有 假阴道法、手握法和电刺激法等。 精子体外获能的方法：主要有 培养法(啮齿动物、家兔、猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜 的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187溶液中，用化学药 物诱导精子获能)。(3) 体外受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在 获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。哺乳动物体外受精过程示意图2、胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受

6、精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添 加维生素、激素、氨基酸、核苷酸 等营养成分，以及 血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段 时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。（牛、羊一般要培育 到桑椹胚或囊胚 阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在 更早的阶段移植，人的体外 受精胚胎可在816个细胞阶段移植。）（三）胚胎工程的应用及前景1.胚胎移植 （1）胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者 通过体外受精及其它方式 得到的胚胎，移植到 同种的、生理状态相同的 其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚 胎的个体称为“供体

7、”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌 性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精 等任何一项生物工程技术所生产的胚胎，都必须经过 胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。（2）胚胎移植的意义：大大缩短了 供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 早期胚胎在一定时间内处于 游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。 受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。 供体胚胎可与

8、受体子宫建立正常的 生理和组织联系，但供体胚胎的 遗传特性在孕育过程中 不受影响。（4）基本程序主要包括： 对供、受体的选择和处理：选择 遗传特性和生产性能 优秀的供体，有 健康的体质和正常繁 殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体 母牛做超数排卵处理。 配种或人工授精。 对胚胎的收集、检查、培养或保存：配种或输精后第 7天，用特制的冲卵装置，把供体母 牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行遁量检查，此时的胚胎应发育到 桑椹或胚 囊胚阶段。直接向受体移植或放入 196C的液氮中保存。 对胚胎进行移植：包括手术法和 非手术法。 移植后的检查。对受

9、体母牛进行 是否妊娠的检查。选择供体母牛受休莒牛处理二供体公牛一配种IH_/移植质量誌、培养妊检査I（胚胎移植的犊牛）完成胚胎移植基本程序（以牛胚胎移植为例）2. 胚胎分割(1) 概念：是指采用机械方法将 早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得 同卵双胎或多胎 的技术。(2) 意义：来自同一胚胎的后代具有 相同的遗传物质，属于 无性繁殖。(3) 主要仪器：实体显微镜和显微操作仪(4) 操作过程：选择发育良好，形态正常的 桑椹胚或囊胚。将其移入盛有操作液的培养皿中, 然后用分割针或分割刀进行分割。对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 内细胞团均等分割，否则 会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。3、胚胎

10、干细胞(1) 哺乳动物的胚胎干细胞简称 ES或EK细胞，是由早期胚胎或从原始性腺 中分离出来。(2) 具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为 体积小,细胞核大,核仁明显：在功能上，具有 发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行 遗传改造。(3) 胚胎干细胞的主要用途是： 可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律； 是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化 学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示 细胞分化和细胞凋亡 的机理提供了有效的手段； 可以用于治疗人类的

11、某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等; 利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修 复并恢复正常功能； 随着组织工程技术的发展，通过 ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于 器 官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。练习(2)在基因工程中，我们称为 ，在进入之前要用基因表达载体，能实现进入的常用方法是等工具来构建(3)图中一般经 处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的去核卵细胞为受体，而不用普通的体细胞，原因是从AD中选出到的过程中正确的操作方法 是BC，把送入的最佳时期(5)是生出的后代，那么的遗传性状和 最相似，为什么？

12、 ，如果的数量太少，常用 来扩增。要实现批量生产血清白蛋白，则要求的性染色体是，利用该方法得到的动物叫做(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，优越性在于乳汁来生产人类所需药物，这样的转基因动物被称为 答案：(1)核移植技术、动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养限制酶、DNA连接酶和载体显微注射法卵细胞大，易操作，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性(4)C桑椹胚和囊胚因为个体的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，只是为胚胎发育提并没有获得的遗传信息PCR技术 XX 转基因克隆动物。和某些转基因羊可通过分泌1 下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答:未受耕的卵去核处理

13、分傲荷斯坦奶牛组织培养单细胞胚胎(1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有 (2) 目的基因(3) 胰蛋白酶(5)荷斯坦奶牛 供营养和场所,(6)节约资源、降低成本等乳腺生物反应器2 长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎 工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：选择供怵母牛 受休母牛一同期发_L_情处理超数排卵供体公牛配种 I 冲卵恥胎移植/ I质呈检査、培养 妊娠检査分娩(胚胎移柿的犊牛)(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有 项)。(至少写出两(2)获能第一极体(4)目的基因的获取 终止子标

14、记基因目的基因的检测与鉴定人干扰素基因(或目的基因)(2) 和受精有关的过程有：第一次卵裂开始；释放第二极体；顶体反应；穿越透明带；雌、雄原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为(填序号)。从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期的有 ;图中标号3为，它将来可发育为胎膜和胚盘。(4)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。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，其原因是活细胞膜试管牛E的性别为，克隆羊多利的性状和最接近，原因是 答案：(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术(2) (3) D、E滋养层细胞(4) 生理状态对物质的吸收具有选择透过性(5) 雌性或雄性(不能确定)白面绵羊因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊，生物体的性状主要是由细胞核基因控制的3下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1) 在进行体外受精前要对精子进行 处理。(2) 进行胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚进行操作。通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是 。