動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)

1、1動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)(I) 2胚胎干細(xì)胞的移植(I) 3胚胎工程的應(yīng)用() 4體外受精與早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程 5胚胎發(fā)育的過(guò)程分析 6胚胎移植的理論基礎(chǔ) 7胚胎工程的實(shí)際應(yīng)用,對(duì)應(yīng)學(xué)生用書220頁(yè),一、受精 1準(zhǔn)備階段：包括_和_。 2受精階段 (1)精子與卵子相遇時(shí)，首先發(fā)生_，以形成精子穿越放射冠的通路。 (2)防止多精子入卵受精的兩道屏障是_和_作用。 (3)判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙可觀察到_。,對(duì)應(yīng)學(xué)生用書220頁(yè),二、胚胎發(fā)育,2早期胚胎發(fā)育的階段 (1)桑椹胚：這一階段的細(xì)胞都屬于_。,(3)原腸胚：具有_、外胚層和_三個(gè)胚層，以及由內(nèi)胚層

2、包圍的_。,三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1體外受精階段,2胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分包括無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及_等物質(zhì)。 (2)牛、羊一般培養(yǎng)到_或囊胚階段；人的試管胚胎一般要培養(yǎng)到_階段。,四、胚胎工程 1胚胎移植 (1)概念：將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到_的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。 (2)理論基礎(chǔ) 排卵后，供、受體_的生理變化是相同的。 早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)處于_，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。 受體對(duì)外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生_反應(yīng)。 供體胚胎可與受體子宮建立正常的_聯(lián)系，而_不受影響。,(3)

3、基本程序 對(duì)供受體的_。 配種或進(jìn)行_。 對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。 對(duì)胚胎進(jìn)行_。 移植后的檢查。,2胚胎分割 (1)概念：采用機(jī)械方法將_切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得_或_的技術(shù)。 (2)材料：應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_或_。 (3)要求：在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將_均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,五、胚胎干細(xì)胞 1來(lái)源：是由_或_中分離出來(lái)的一類細(xì)胞。 2特點(diǎn),自主核對(duì)： 一、精子獲能卵子的準(zhǔn)備頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)卵黃膜封閉兩個(gè)極體 二、有絲分裂不增加縮小全能細(xì)胞各種組織胎膜和胎盤內(nèi)胚層中胚層原腸腔 三、卵母細(xì)胞精子血清桑椹胚816個(gè)細(xì)

4、胞 四、同種的、生理狀態(tài)相同生殖器官游離狀態(tài)免疫排斥生理和組織遺傳特性選擇和處理人工授精移植早期胚胎同卵雙胎多胎桑椹胚囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 五、早期胚胎原始性腺細(xì)胞核核仁全能性分化,1精子和卵子在發(fā)生上有何區(qū)別 2胚胎移植的理論依據(jù)是什么？,考點(diǎn)1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1精子與卵子發(fā)生的比較,對(duì)應(yīng)學(xué)生用書221頁(yè),2.受精作用的過(guò)程 (1)受精前的準(zhǔn)備階段 精子獲能：精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道中發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力的生理現(xiàn)象。 卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力。,(2)受精階段 第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶

5、解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進(jìn)入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：配子結(jié)合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。,3早期胚胎發(fā)育 (1)過(guò)程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚 (2)圖示：,例1下列不是精子、卵細(xì)胞發(fā)生的區(qū)別的是() A初級(jí)精母細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞的形成時(shí)間 BM和M的時(shí)間連續(xù)性 C成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過(guò)變形 D成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量 解析初級(jí)精母細(xì)胞是雄性動(dòng)物初情期開始后，才由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級(jí)卵母細(xì)胞是在胎兒期完成的；精子的產(chǎn)生在M和M是連續(xù)的，而卵細(xì)

6、胞產(chǎn)生通過(guò)M形成次級(jí)卵母細(xì)胞，在精子與卵子的結(jié)合過(guò)程中才完成M；精子細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細(xì)胞不需要變形；成熟的精子和卵細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成，都含有親本體細(xì)胞一半的染色體數(shù)目。 答案D,例2(2009海南卷)請(qǐng)回答下列與哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問(wèn)題： (1)精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的_能協(xié)助精子穿過(guò)卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。 (2)某動(dòng)物排卵時(shí)，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時(shí)卵子處于_卵母細(xì)胞階段。當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂_期時(shí)，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體，則表明_過(guò)程已完成。,(3)動(dòng)物的早期胚胎移植到同種且_與供體相同的動(dòng)物體

7、內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個(gè)體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用_激素對(duì)供體進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的_，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)活胚胎細(xì)胞不能被染色，其原因是活細(xì)胞膜 _ (4)若要通過(guò)胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個(gè)新個(gè)體，可對(duì)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進(jìn)行_處理，再植入受體內(nèi)。若要對(duì)早期胚胎進(jìn)行長(zhǎng)期保存，應(yīng)將其置于_條件下。,解析本題主要考查受精作用、胚胎移植和胚胎分割的有關(guān)知識(shí)。 (1)精子在穿過(guò)放射冠和透明帶過(guò)程中發(fā)生了頂體反應(yīng)，主要借助于頂體酶的作用。 (2)排卵和受精兩個(gè)階段并非是減數(shù)分裂完成后進(jìn)行的，而是在減數(shù)分裂

8、進(jìn)行中發(fā)生的。 (3)胚胎移植要有生理學(xué)基礎(chǔ)才能成功，為了擴(kuò)大良種母畜的繁育功能需用激素處理?；罴?xì)胞的細(xì)胞膜有一定的選擇透過(guò)性，所以不被染色。 (4)胚胎分割可得到同卵雙胎或多胎，早期胚胎可長(zhǎng)期冷凍保存。,答案(1)頂體酶 (2)初級(jí)中受精 (3)生理狀態(tài)促性腺卵母細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收具有選擇透過(guò)性 (4)胚胎分割冷凍(或液氮),考點(diǎn)2胚胎移植的理論基礎(chǔ)及操作過(guò)程分析 1理論基礎(chǔ) (1)胚胎移入受體的生理基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物發(fā)情后，生殖器官的生理變化相同。 (2)胚胎收集的理論基礎(chǔ)：早期胚胎形成后，處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。 (3)胚胎在受體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)：受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基

9、本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 (4)胚胎在受體內(nèi)正常發(fā)育的生理基礎(chǔ)：供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織上的聯(lián)系，但遺傳特性不受影響。,2基本操作程序(以牛為例),(1)選擇的對(duì)象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指對(duì)良種母牛和普通母牛做同期發(fā)情處理，以使其生殖器官的生理變化相同，同時(shí)要對(duì)良種母牛做超數(shù)排卵處理，以促其多產(chǎn)生卵子。 (2)沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內(nèi)沖洗出來(lái)，而不是沖洗出卵子。 (3)良種牛后代的遺傳特性是由供體公牛和母牛決定的，受體母牛只是提供了胚胎發(fā)育的場(chǎng)所，不影響后代的遺傳特性。,重要考點(diǎn)提示 1. 胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換，而胚

10、胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來(lái)的優(yōu)良特性。 2. 胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動(dòng)物才有可能具有相同的生理特征。 3. 作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見或存量大的品種，供體則為優(yōu)良的品種。,例3科學(xué)家運(yùn)用胚胎移植技術(shù)培育試管牛時(shí)，首先用激素促進(jìn)良種母牛超數(shù)排卵，然后進(jìn)行體外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宮內(nèi)，孕育成小牛產(chǎn)出。下列分析錯(cuò)誤的是() A供體與受體在胚胎移植前后的生理環(huán)境須保持一致 B在胚胎移植前可采用胚胎分割技術(shù)快速繁殖良種牛 C運(yùn)用胚胎移植技術(shù)培育的試管牛屬于動(dòng)物克隆范疇 D須配制一系列不同成分的培養(yǎng)液以培養(yǎng)不同發(fā)育時(shí)期的胚胎,解析胚胎移植是將

11、雌性動(dòng)物的早期胚胎或者通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過(guò)程，此過(guò)程的胚胎屬有性生殖的產(chǎn)物，克隆是無(wú)性生殖的一種主要手段。 答案C,例4(2010深圳檢測(cè))牛胚胎移植的基本程序如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)圖中a、b、c過(guò)程分別是指_、_、_。 (2)供體母牛的主要職能是_；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(shí)期是_；理由是_。 (4)從哺乳動(dòng)物早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞。這類細(xì)胞的形態(tài)特征有_。

12、 (5)你認(rèn)為胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的主要意義有哪些？_。,解析(1)a過(guò)程是良種母畜在激素刺激下的超數(shù)排卵。b是用人工方法將母畜體內(nèi)已經(jīng)開始發(fā)育的受精卵取出的沖卵過(guò)程。c是將符合移植要求的早期胚胎移植到受體母畜子宮內(nèi)的過(guò)程。(2)供體母牛的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，受體母牛則是提供胚胎發(fā)育場(chǎng)所，所以受體母牛應(yīng)具有健康的體質(zhì)和健康的繁殖能力。(3)因在桑椹胚和囊胚期細(xì)胞還未開始分化，所以應(yīng)在此時(shí)期進(jìn)行分割。(4)因受精卵早期的分裂速度很快，細(xì)胞來(lái)不及生長(zhǎng)，下一次分裂就開始，所以形成的胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)的特點(diǎn)是細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。,答案(1)超數(shù)排卵沖卵胚胎移

13、植(2)只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力(3)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期此時(shí)還未出現(xiàn)細(xì)胞分化(4)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯(5)胚胎移植技術(shù)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度，迅速推廣新品種,【典例1】(2010溫州4月)下列有關(guān)胚胎工程的敘述，正確的是() A“試管動(dòng)物”的生殖方式屬于無(wú)性生殖 B卵裂時(shí)期每一個(gè)細(xì)胞的體積比受精卵大 C通過(guò)胚胎移植技術(shù)可充分發(fā)揮良種母畜的繁殖潛力 D對(duì)某一胚胎的干細(xì)胞核移植，產(chǎn)生的動(dòng)物中雄性和雌性的概率各占1/2,對(duì)應(yīng)學(xué)生用書223頁(yè),【解析】“試管動(dòng)物”是通過(guò)體外受精，體內(nèi)發(fā)育獲得的，屬于有性生殖。卵裂時(shí)期每一個(gè)細(xì)胞的體積比受精卵小。對(duì)某一胚

14、胎的干細(xì)胞核移植，產(chǎn)生的子代動(dòng)物個(gè)體性別相同。 【答案】C,【典例2】(2010山東高考)胚胎工程是一項(xiàng)綜合性的動(dòng)物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過(guò)胚胎工程培育試管牛的過(guò)程。,(1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞，都需要進(jìn)行體外培養(yǎng)，其目的是_；從良種公牛采集的精子需_后才能進(jìn)行受精作用。 (2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外，還需要提供_氣體以維持_。 (3)圖中過(guò)程A稱為_，它在胚胎工程中的意義在于_。 (4)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器，需將目的基因?qū)肱Ｊ芫?，最常用的?dǎo)入方法是_；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果_即說(shuō)明目的基因已經(jīng)

15、表達(dá)。,【解析】(1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件之一是提供氣體環(huán)境：O2和CO2，前者的作用是維持細(xì)胞正常代謝，后者的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)圖中過(guò)程A是胚胎移植，意義是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能。(4)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的常用方法是顯微注射法；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，若在其乳汁中含有人類白細(xì)胞介素，則說(shuō)明目的基因得到了表達(dá)。 【答案】(1)使卵母細(xì)胞成熟(或：使卵母細(xì)胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有人類白細(xì)胞介素(或：牛乳腺細(xì)胞已合成人

16、類白細(xì)胞介素),【典例3】(2010濰坊質(zhì)檢)2009年2月6日，美國(guó)首次批準(zhǔn)了一種從轉(zhuǎn)基因山羊乳汁中提取的抗血栓藥物上市，下圖表示利用轉(zhuǎn)基因山羊生產(chǎn)抗血栓藥物的過(guò)程。請(qǐng)回答：,(1)為了使乳汁中含有抗血栓藥物，需要獲取僅在_細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因啟動(dòng)子，實(shí)現(xiàn)a過(guò)程常用的方法是_。 (2)b為_過(guò)程，依據(jù)的原理是_。 (3)為了獲得更多的轉(zhuǎn)基因山羊可對(duì)_時(shí)期的胚胎進(jìn)行分割，囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的_。 (4)胚胎移植過(guò)程中，需對(duì)供、受體母羊進(jìn)行_ 處理。在受體內(nèi)能夠存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是_。,【解析】本題考查了胚胎工程、基因工程、細(xì)胞全能性。a是將目的基因轉(zhuǎn)到動(dòng)物細(xì)胞，采用的方法是顯微注射法。b是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，最終獲得胚胎