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文檔簡介
1、專題三胚胎工程知識排查考點(diǎn)詮解一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1精子、卵子的發(fā)生和受精作用(1)精子、卵子發(fā)生的比較:項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)雌性動物的卵巢內(nèi)時期初情期開始,直到生殖機(jī)能衰退胚胎時期性別分化以后續(xù)表 (2)受精過程:受精前的準(zhǔn)備階段精子獲能:正常情況下在雌性動物的生殖道內(nèi)完成。卵子的準(zhǔn)備:發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期,才具備與精子受精的能力。2早期胚胎發(fā)育(1)過程:受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚(2)各時期的特點(diǎn):個體發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵。卵裂期:細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增加,但胚胎總體積并不增加或略有縮小,因此每個細(xì)胞的體積會隨分裂的進(jìn)行不斷縮小,但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。桑
2、椹胚時期:細(xì)胞均未分化,細(xì)胞全能性最高,是胚胎分割的最佳時期。囊胚期:出現(xiàn)囊胚腔,細(xì)胞開始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。原腸胚期:出現(xiàn)原腸腔,個體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成胎兒的各種組織,個體較小的細(xì)胞,稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞,將來發(fā)育成胎膜和胎盤。3總結(jié)(1)精子變形:細(xì)胞核頭部的主要成分:高爾基體頭部的頂體;中心體精子的尾;線粒體線粒體鞘;細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)原生質(zhì)滴,隨精子的成熟過程向后移動,直到最后脫落。(2)初級卵母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的,結(jié)果產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和第一極體,進(jìn)入輸卵管,準(zhǔn)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的,次級
3、卵母細(xì)胞經(jīng)分裂產(chǎn)生一個成熟的卵子和第二極體。(3)動物排出卵子的成熟程度不同,有的可能是次級卵母細(xì)胞,如豬、羊等;有的可能是初級卵母細(xì)胞,如馬、犬等,但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時,才具有與精子受精的能力。特別提醒:卵子完成受精的標(biāo)志是卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。受精過程中有三大反應(yīng)(作用):頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)、卵黃膜封閉作用。三大反應(yīng)(作用)的作用不同:頂體反應(yīng)主要是形成精子穿越放射冠的通路;透明帶反應(yīng)是防止多精子入卵受精的第一道屏障;卵黃膜封閉作用則是防止多精子入卵受精的第二道屏障。二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1體外受精步驟(1)卵母細(xì)胞的采集和培
4、養(yǎng):實(shí)驗(yàn)動物以及家畜豬、羊等:用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。大家畜或大型動物:從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞或直接從活體動物的卵巢中吸取,然后在體外進(jìn)行人工培養(yǎng)至成熟后,才能與獲能精子受精。(2)精子的采集和獲能:收集精子的方法:主要有假陰道法、手握法和電刺激法等;精子體外獲能的方法:主要有培養(yǎng)法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法,即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中,用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。(3)體外受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能液或?qū)S玫氖芫芤褐型瓿墒芫?/p>
5、過程。2胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液的成分:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分和血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保存。2克隆動物的培育流程特別提醒:根據(jù)發(fā)育成D新個體的卵細(xì)胞核由B動物提供,而性別及大多遺傳性狀是由核內(nèi)遺傳物質(zhì)決定的,故B、D兩者的性別及大多數(shù)遺傳性狀相同。克隆動物的起點(diǎn)是經(jīng)過核移植形成的一個細(xì)胞,其遺傳物質(zhì)主要來自供核一方。四、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞1胚胎分割(1)概念:采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2)進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(3)對囊胚進(jìn)行分
6、割時要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。(4)用胚胎分割增加動物后代:其實(shí)質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆的方法之一。2胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)的研究進(jìn)展及應(yīng)用前景(1)干細(xì)胞分類:干細(xì)胞分為三類:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、專能干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞為全能干細(xì)胞。(2)胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用前景:ES細(xì)胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一,在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價值。ES細(xì)胞可用于治療人類的某些頑癥。利用ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。培育成組織器官,用于器官移植。對ES細(xì)胞的培
7、養(yǎng)和誘導(dǎo),為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段。ES細(xì)胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。(3)人ES細(xì)胞研究前沿進(jìn)展:目前,對ES細(xì)胞的分離、培養(yǎng)體系的研究以及ES細(xì)胞的選擇、檢測和全能性的維持,不僅是胚胎工程的前沿課題之一,也是當(dāng)前生命科學(xué)研究的熱門課題之一。熱點(diǎn)突破題型一體外受精及胚胎發(fā)育典例12006年4月25日,一頭特殊的由體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的牛犢在山東省萊陽農(nóng)學(xué)院高青科技成果轉(zhuǎn)化基地淄博小黑牛牧業(yè)科技有限公司降生。這頭通體黑亮的小牛犢采用了轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù),其體內(nèi)帶有抗瘋牛病基因。據(jù)介紹,新降生的抗瘋牛病體細(xì)胞克隆牛是萊陽農(nóng)學(xué)院董雅娟教授、柏學(xué)進(jìn)教授繼2001年11月成
8、功克隆出我國首例和第二例健康成活體細(xì)胞克隆牛之后完成的又一項(xiàng)重大成果。轉(zhuǎn)基因動物的研制,是將人類需要的外源基因,通過顯微注射等方法導(dǎo)入到動物受精卵細(xì)胞核中,然后把注射后的受精卵移植到受體雌性動物體內(nèi),讓其發(fā)育生長。(1)該技術(shù)首先要通過體外受精獲得受精卵。從雌性動物體內(nèi)采集的是_,且要在體外經(jīng)_后,才能與_的精子受精。(2)體外受精得到的受精卵,應(yīng)移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)時培養(yǎng)液中不僅要有無機(jī)鹽類和有機(jī)鹽類,而且還要有_等營養(yǎng)成分及動物血清等物質(zhì)。當(dāng)發(fā)育到適宜的階段時,將其取出移植到受體動物體內(nèi)。(3)胚胎移植是胚胎工程及其技術(shù)的最后一道工序,可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的_。供體的主要職能
9、是_,而受體則承擔(dān)著妊娠和育仔的任務(wù)。在實(shí)施該技術(shù)時,要用激素對供、受體雌性動物進(jìn)行處理,使它們_。解析:高等動物的初級卵母細(xì)胞在胎兒時期就已經(jīng)形成,經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成次級卵母細(xì)胞后和精子結(jié)合,然后才能接著進(jìn)行減數(shù)第二次分裂,因此從雌性動物體內(nèi)采集的是卵母細(xì)胞,這些細(xì)胞只有在精子獲能后才能順利和精子結(jié)合,完成受精作用。受精卵形成后的早期培養(yǎng)在發(fā)育培養(yǎng)液中進(jìn)行,培養(yǎng)液中應(yīng)含有維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清等成分。一般培育到桑椹胚或者囊胚后才向受體移植或者冷凍保存。在胚胎移植技術(shù)中,供體的作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎,而受體則承擔(dān)著妊娠和育仔的任務(wù),這種技術(shù)的最大優(yōu)勢是能充分發(fā)揮供
10、體的繁殖潛力。答案:(1)卵母細(xì)胞人工培育成熟獲能(2)維生素、激素、氨基酸、核苷酸(3)繁殖潛力產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎同期發(fā)情題型二胚胎工程的基本操作典例2胚胎移植的基本程序如圖(以牛胚胎移植為例),請據(jù)圖回答:(1)對供體母牛、供體公牛的要求是_。(2)同期發(fā)情處理的方法是_,沖卵中的“卵”是指_。(3)哺乳動物受精過程有下列中的_機(jī)制阻止多精子入卵受精(多選)。A精子獲能具有差異性B精子穿越卵子透明帶觸及卵黃膜,導(dǎo)致透明帶反應(yīng)C精子觸發(fā)卵黃膜表面微絨毛的抱合反應(yīng)D精子入卵后,觸發(fā)卵黃膜封閉作用(4)受精的有關(guān)過程有:第一次卵裂開始,釋放第二極體,頂體反應(yīng),穿越透明帶,雌、雄原核的形成
11、,核膜消失,雌、雄原核融合。其正確的順序?yàn)開(填序號),受精的標(biāo)志是_。(5)若供體母牛具有許多優(yōu)良性狀,可利用體細(xì)胞克隆技術(shù)加速遺傳改良進(jìn)程,請回答下列有關(guān)問題:目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是_。用于核移植的供體細(xì)胞一般選用_代以內(nèi)的細(xì)胞,原因是_。解析:(1)胚胎移植的供體公、母牛必須是具優(yōu)良遺傳性狀的同種牛。(2)胚胎移植首先要對供、受體母牛進(jìn)行選擇,并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,一般注射促性腺激素。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。(3)透明帶反應(yīng)是防止多個精子進(jìn)入透明帶引起多精子受精的第一道屏障;卵黃膜的封閉作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障。
12、(4)受精過程為:精卵相遇,發(fā)生頂體反應(yīng),精子穿過放射冠;精子接觸透明帶;精子穿過透明帶,接觸卵黃膜;精子頭膨脹,同時卵子完成第二次成熟分裂,釋放第二極體;雌、雄原核形成;核膜消失,兩個原核融合;第一次卵裂即將開始。(5)目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作去核法;用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用10代以內(nèi)的細(xì)胞,10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保證正常的二倍體核型,保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。答案:(1)具優(yōu)良性狀的同種牛(2)注射促性腺激素胚胎(早期)(3)B、D(4)卵黃膜和透明帶間出現(xiàn)兩個極體(5)顯微操作去核法1010代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保證正常的二倍體核型誤區(qū)警示:(1)用促性腺激素處
13、理供體母牛是為了引起超數(shù)排卵,在此之前也用激素對供體和受體牛進(jìn)行同期發(fā)情處理,是為了使它們生理?xiàng)l件達(dá)到同步,使供體的胚胎移入受體母牛后有相同或相似的生存條件。(2)胚胎移植中的沖卵指的是將早期胚胎沖洗出來,而卵子的采集是從輸卵管中沖取卵子。題型三胚胎工程的應(yīng)用典例3如圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程,請回答下列問題:(1)A細(xì)胞是_,在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行_處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育到_時期的胚胎進(jìn)行操作。(3)指的是_。(4)通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體具有相同遺傳性狀的根本原因是_。(5)在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,應(yīng)注意_。(6)受體母牛必須和供體
14、牛屬于_。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是_。解析:本題考查胚胎工程的應(yīng)用。將獲能精子與處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細(xì)胞融合即可得到受精卵,受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng)形成早期胚胎。為了快速繁育優(yōu)良品種,可以采用胚胎分割的技術(shù)手段,即選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割,分割后產(chǎn)生的個體因?yàn)樗倪z傳物質(zhì)相同,所以性狀表現(xiàn)很相似。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。大量的研究已經(jīng)證明,受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。答案:(1)(次級)卵母細(xì)胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)
15、囊胚腔(4)具有相同的遺傳物質(zhì)(5)胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育(6)同一物種受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)1下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是()A卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割C胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)D胚胎干細(xì)胞是一類未分化細(xì)胞,可從早期胚胎中分離獲取解析:卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目增加,而有機(jī)物總量不斷減少,胚胎分割時需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。胚胎干細(xì)胞是一類可從早期胚胎中分離獲得的未分化細(xì)胞,其具有細(xì)胞核大、核仁大、蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)。答案:D2正常精
16、細(xì)胞形成精子的過程中,細(xì)胞的很多結(jié)構(gòu)退化消失,但保留了大量線粒體,因?yàn)榫€粒體可以合成精子運(yùn)動所需的()A乙醇BATPC胰島素D淀粉解析:線粒體是有氧呼吸的主要場所,精子運(yùn)動所需的直接能源物質(zhì)是ATP,主要是在線粒體中產(chǎn)生的。答案:B3(2010江蘇生物)下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述,錯誤的是()A對受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理B人工授精后的一定時間內(nèi),收集供體原腸胚用于胚胎分割C利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎D一次給受體母羊植入多個胚胎,可增加雙胞胎和多胞胎的比例解析:進(jìn)行胚胎移植前需對受體母羊和供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們具有相同的生理環(huán)境;胚胎分割
17、應(yīng)選擇桑葚胚或囊胚時期的健康胚胎;胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖,可獲得兩個基因型完全相同的胚胎;一次給受體母羊植入多個胚胎,從而發(fā)育出多個個體,增加了雙胞胎和多胞胎的比例。答案:B4(2010江蘇生物)老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的淀粉樣蛋白體,它的逐漸積累可能導(dǎo)致神經(jīng)元損傷和免疫功能下降,某些基因的突變會導(dǎo)致淀粉樣蛋白體的產(chǎn)生和積累。下列技術(shù)不能用于老年癡呆癥治療的是()A胚胎移植技術(shù)B胚胎干細(xì)胞技術(shù)C單克隆抗體技術(shù) D基因治療技術(shù)解析:根據(jù)題意可知,治療老年癡呆癥的途徑有:導(dǎo)入正常的基因(基因治療技術(shù));提供和修復(fù)受損傷的神經(jīng)元(胚胎干細(xì)胞技術(shù));降低淀粉樣蛋白體的含量(單克隆抗體技術(shù))
18、。而胚胎移植是為了獲得優(yōu)良個體,不能用于治療該病。答案:A5下圖為哺乳動物的胚胎干細(xì)胞及其分化的示意圖。請回答:(1)胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至_期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的_中分離得到的一類細(xì)胞。(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是_。在體外培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)液中加入_因子,可誘導(dǎo)該種干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。(3)在機(jī)體內(nèi),皮膚干細(xì)胞分化成皮膚細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞中基因_的結(jié)果。(4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細(xì)胞,通過骨髓移植可以達(dá)到治療的目的。骨髓移植的實(shí)質(zhì)是將圖中的_細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。(5)若要克隆某種哺乳動物,從理論上分析,上述紅細(xì)胞、白細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞中不能選用作為供體的細(xì)胞是成熟的_,其
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