胚胎工程導學案

1、第三章胚胎工程第一節(jié)動物的胚胎發(fā)育和胚胎工程A)【學習目標】1簡述哺乳動物的精子和卵子的發(fā)生過程（2、說出受精作用的概念（A）3、簡述哺乳動物胚胎發(fā)育的基本過程（A）4、簡述動物早期胚胎培養(yǎng)常用的方法及其基本原理（A）5、說出胚胎移植技術的概念及其應用（A）【知識梳理】一、哺乳動物生殖細胞的發(fā)生和受精作用1精子的發(fā)生（1 ）場所：睪丸的曲細精管（2）時間：從初情期開始，直到生殖機能衰退（3）過程 第一階段一一初級精母細胞的形成：位于曲細精管壁的精原細胞先分裂為兩個細胞，然后進行數(shù)次有絲分裂，產(chǎn)生多個初級精母細胞。 第二階段一一精子細胞的形成：一個初級精母細胞連續(xù)進行兩次分裂（即減數(shù)分裂）Ml產(chǎn)

2、生兩個次級精母細胞，MH共產(chǎn)生4個精子細胞。第三階段一一精子細胞經(jīng)過變形為精子：發(fā)育 為頭部的頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，其它物質(zhì)濃 縮為球狀，叫原生質(zhì)滴?！纠}1】有關精子的發(fā)生，錯誤的是（A.經(jīng)過減數(shù)分裂，產(chǎn)生初級精母細胞B.C.D.細胞核變?yōu)榫拥念^主要部分，高爾基體線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘。同時初級精母細胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生兩個次級精母細胞 兩個次級精母細胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個精子細胞 產(chǎn)生的精子細胞經(jīng)過變形，形成精子【例題2】以下對精子形成過程的說法，不正確的是（）A.精子細胞中的細胞核變?yōu)榫宇^的主要部分B.高爾基體發(fā)育為頭部的頂體C.線粒體聚集在尾的基部形成線粒

3、體鞘膜D.細胞內(nèi)的其它物質(zhì)濃縮為球體，叫做原生質(zhì)滴。原生質(zhì)滴中存在中心體2、卵子的發(fā)生（1） 場所：卵巢（2）時間：從 時期開始（胎兒時期完成了 的形成和在卵巢內(nèi)的儲備）（3） 過程.V卵原細胞T初級卵母細胞1個初級卵母細胞T 1個次級卵母細胞+第一極體（排卵前后完成）1個次級卵母細胞T 1個卵子+第二極體（過 程中完成）【例3】哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在哪個時期完成的（A.出生前B.出生后至性成熟C.性成熟時期D性成熟以后【例4排卵時，細胞處于的時期是（）A.卵原細胞B.初級卵母細胞C.成熟卵細胞D.初級卵母細胞或次級卵母細胞3.受精作用（1）概念：卵細胞和精子相互識別、融合成

4、為受精卵（即合子）的過程。（2）場所：輸卵管中（3）過程 準備階段I精子的獲能。剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。（卵泡液、輸卵管分泌物、血清等液體可使精子獲能。） 準備階段n卵子的準備，動物排出的可能是次級卵母細胞，也可能是初級卵母細胞，都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。 受精階段：受精過程主要包括精子穿越放射冠和透明帶、進入卵黃膜、原核形成和配子結(jié)合。精子與卵子相遇，首先發(fā)生頂體反應，精子穿過放射冠，接觸透明帶，穿過透明帶，接觸卵黃膜。多精入卵受精 的第一道屏障是透明帶，第二道屏障是卵

5、黃膜。精子入卵后另一變化：尾部脫離，兩組染色體合為一組，形成一個含二 倍染色體的合子，也就是受精卵?！咀⒁狻?、受精標志：第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子。2、防止多精入卵受精的兩道屏障屏障一：透明帶反應。當精子越過放射冠，進入透明帶并接觸卵黃膜的瞬間，卵子發(fā)出指令（信號），產(chǎn)生阻止后續(xù)的精子進入透明帶的生理反應。屏障二：卵黃膜封閉作用。當?shù)谝粋€精子進入卵黃膜后，會立即引起卵黃膜的緊縮、增厚，產(chǎn)生阻止其他精子進入卵內(nèi)與 卵子結(jié)合受精的生理反應，也叫做多精子入卵阻滯。3、受精作用的結(jié)果：使單倍體的精子和卵子結(jié)合形成二倍體的受精卵，染色體數(shù)目恢復到體細胞中的數(shù)目，其中一 半染色體來

6、自父方，另一半來自母方。3、減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。二、哺乳動物胚胎發(fā)育的基本過程1 '概念：是指受精卵發(fā)育成幼體的過程。（受精過程的完成，標志著胚胎發(fā)育的開始。）2、過程受精卵T卵裂T桑根胚T囊胚T原腸胚T胚層分化T胎兒3、各個時期的特點（1）卵裂期：合子形成后即在輸卵內(nèi)進行有絲分裂，這個過程叫卵裂。其特點是：細胞分裂為有絲分裂，細胞的數(shù)量增加，但胚胎的總體積不增加或略有縮小，因此每個細胞的體積會隨分裂的進行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。（2） 桑植胚：當胚胎數(shù)目達到32個左右時，胚胎形成致密

7、的細胞團，形似桑松，叫桑根胚。這一階段前的每一個細 胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能干細胞。(3)囊胚：桑植胚繼續(xù)分裂，中間出現(xiàn)一個腔，腔內(nèi)充滿液體，稱為囊胚。a.細胞出現(xiàn)分化一一內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層，內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。b.出現(xiàn)囊胚腔，是胚胎內(nèi)部一個含有液體的囊腔。c.發(fā)生孵化，即囊胚進一步擴大，導致透明帶破裂，胚胎從中伸展出來。(4 )原腸胚：特點：一孔：胚孔；兩腔：擴大生原腸腔，縮小的囊胚腔；三胚層：外胚層：由內(nèi)細胞團表層細胞形 成；中胚層：由內(nèi)細胞團的部分表層細胞和部分下方的細胞共同形成；內(nèi)胚層：內(nèi)細胞團下層的細胞形成。三、胚胎工程的主要技術

8、與應用胚胎工程是對動物生殖細胞、受精卵和早期胚胎細胞所進行的多種顯微操作和處理技術，由體外受精技術、胚胎移 植技術、胚胎分割技術、胚胎冷凍保存技術和性別控制技術等組成的現(xiàn)代生物技術。胚胎發(fā)育學是胚胎工程的理論基礎。 1體外受精技術(1)概念：是指哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術。(屬有性生殖過程)(2) 基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級卵母細胞成熟，同時使精子獲能，最終完 成受精作用，并有計劃地保存胚胎等。(3)操作一一卵母細胞的采集和培養(yǎng)對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子(可直接受精)；對體型大的動物從卵巢中采集卵母細胞(要

9、在體外培養(yǎng)成熟)。體外受精技術是哺乳動物胚胎移植技術、克隆技術、轉(zhuǎn)基因技術和性別控制技術不可缺少的組成部分?！纠?】我國首例“虎獅獸” 2002年在南京紅山動物園誕生。它是利用了雄虎的精子和雌獅的卵子進行“體外受精”而產(chǎn)生。下列有關說法正確的是()A.在體外受精前，要對精子進行獲能處理B.用化學物質(zhì)處理掉卵黃膜便于精子進入C.抽取精子、卵子的細胞核進行融合D.精子入卵后進行人工處理防止多精入卵2、早期胚胎培養(yǎng)(1)培養(yǎng)液成分哺乳動物胚胎的培養(yǎng)成分一般都比較復雜，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核甘酸等營養(yǎng)成分以及血清等物質(zhì)。 (2)培養(yǎng)過程 精子與卵子在體外受精后，應

10、將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。 當胚胎發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存?！菊f明】不同動物胚胎移植的時間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑根胚階段或囊胚階段才進行移植，小鼠和家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在4個細胞階段移植?！纠?胚胎早期培養(yǎng)需要用液體培養(yǎng)基，此培養(yǎng)液的成分是()A水、無機鹽、維生素、激素、有機鹽、氨基酸、核甘酸、血清等B.蔗糖、水、無機鹽、維生素、激素C.蔗糖、水、無機鹽、氨基酸、核甘酸、血清D.水、無機鹽、維生素、有機鹽、淀粉等3、胚胎移植技術(1)概念：將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、

11、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。（2）優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。（3 ）胚胎移植的生理學基礎 同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的（對供體和受體進行同期發(fā)情處理）。 早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能。受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。（4）胚胎移植的程序： 對供、受體母牛進行選擇，用激素進行同期發(fā)情處理。 對供體母牛用激素（促性腺激素）做超數(shù)排卵處理。 選擇同種優(yōu)秀公牛配種（有性生殖過程）。 對胚胎進行收集（此時胚胎處于游離狀態(tài)）。 對胚

12、胎進行質(zhì)量檢查（此時胚胎應發(fā)育到桑根胚或囊胚） 胚胎移植（或冷凍保存）。檢查受體母牛是否受孕。產(chǎn)下胚胎移植的犢牛?！纠?】下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是（）A.受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精即早期卵裂過程在試管中進行4、胚胎分割技術（1 ）概念：用顯微手術方法將早期胚胎切割成2、4、8等份，經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以獲得同卵雙生或同卵 多生后代的技術可看作是動物無性繁殖或克隆。（2）基本過程：選擇良好的桑植胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透 明

13、帶中或直接移植給受體。（注意：內(nèi)細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育） 5、胚胎冷凍保存技術（1 ）概念：將動物的早期胚胎，通過特殊的保護劑和降溫措施，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。（2）優(yōu)勢：可以使胚胎移植不受時間和地域的限制，簡化引種過程。6、動物性別控制技術指通過人為干預，使動物按照人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術?！净A檢測】1.關于哺乳動物減數(shù)分裂及受精作用的說法正確的是（）A.經(jīng)減數(shù)分裂形成成熟的精子和卵子后，才能完成受精作用形成受精卵B.次級卵母細胞只有與精子結(jié)合后，才能完成減數(shù)第二次分裂C.精子在睪丸內(nèi)成熟和獲能后，才能與卵子結(jié)合D.精子獲能的本質(zhì)就是使已經(jīng)成熟的

14、精子獲得與卵子結(jié)合所需的足夠的能量2.透明帶反應發(fā)生在什么時候（）A.排卵時B.精子與放射冠接觸時C.頂體釋放水解酶后D.精子接觸卵黃膜時3.在受精過程中（）精子必須發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細胞膜卵細胞恢復并很快完成了第一次成熟分裂精子和卵細胞的細胞核分別形成雄原核和雌原核透明帶反應防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生A B.C.D.4.發(fā)展試管動物技術具有重要意義，下列關于這方面敘述錯誤的（）A.試管動物技術可解決動物生育率低的問題B.試管動物技術可以更多、更有效地利用動物卵細胞C.試管動物技術可以通過普通家畜繁育良種家畜D.試管動物技術不能實現(xiàn)家畜的快速繁殖5

15、.下列在胚胎移植中沒有必要進行的是（）A.對供體和受體要進行選擇B.要用激素對供體進行超數(shù)排卵處理C.供體和受體要進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應D.胚胎移植常采用手術法和非手術法兩種6牛胚胎移植的基本程序如下圖，請據(jù)圖回答：（1）圖中a、b、c過程分別是指、°（2） 供體牛的主要職能是；受體母牛必須具備°（3） 為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是；處理的時期（4） 從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞，稱為ES或EK細胞。這類細胞的形態(tài)特征有。7.英國紐卡斯爾大學約翰伯恩教授領導的研究小組2008年4月1日宣布，他們已從人的皮膚細胞中提取出細胞核，然后將其植

16、入幾乎被完全剔除了遺傳信息的牛卵細胞或兔卵細胞中，從而培育出半人半獸混合 胚胎（如圖所示）。該胚胎發(fā)育到第三天時已含有32個細胞，研究人員希望它能繼續(xù)生長到六天，再從胚胎中取出干細胞供醫(yī)學研究使用。$#U1»K（1）有人擔心此項研究會培育出“牛頭人身”式的怪物，而生物學家認為不可能，支持生物學家的理由是,肛舫干詢遇塾桐鉀需？而筋（2 ）混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的，只有不到1娓牛的，這1舶勺?；蛭挥冢?）通過對母牛注射 激素，可獲得更多的牛卵母細胞。哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是由 分離出來的一類細胞。早期胚胎的培養(yǎng)液成分較復雜， 除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核甘酸等營養(yǎng)成分，以及等物質(zhì)。（4）如果想同時得到多頭基因型相同的“重組動物”，可通過技術得以實現(xiàn)。但應選擇發(fā)育到桑根胚或囊胚時期的早期胚胎進行操作，在對囊胚期胚胎進行分割時，要注