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胚胎工程,专题三,1本专题内容是现代生物技术中一个非常重要的，而且非常有发展前景的内容。主要考点有体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的培养等胚胎工程技术。 2预测2016年高考仍会以图形为载体，结合人类的生产、生活，综合必修部分的免疫、细胞分裂等内容，通过胚胎工程、克隆技术等知识点，考查对各种生物技术的过程及相关概念的理解，及综合解决实际问题的能力。,本专题内容较多，技术性较强，是对现代生物科技成果的高度综合，故复习时要注意几个“要”： 1要联系：要紧密联系已学内容深入领会新加的精子的变形、卵泡的形成、卵子成熟的两次分裂场所及时间等有关内容。还要通过对比记住精子和卵子的发生过程及特点。 2要识图：在复习时要注意通过观察课本上的图解来记忆各时期特点。,3要比较：本讲内容要跟基因工程、细胞工程等生物技术多联系、多比较，可以说“动物基因工程”“动物细胞工程”等是胚胎工程的上游技术，而胚胎工程则属于下游技术。 4要理解：哺乳动物在自然条件下，配子的发生、受精作用和早期胚胎的发育规律是胚胎工程的理论基础。体外受精和早期胚胎培养是人们模拟自然情况经反复探索得到的技术方法。 5要明确：体外受精技术不仅可以为胚胎工程的其他技术提供实验的原材料，也是胚胎工程的关键技术环节之一。,一、胚胎工程 胚胎工程指对动物_所进行的多种显微操作和处理技术，如_、体外受精、_、胚胎干细胞培养等技术。,早期胚胎或配子,胚胎移植,胚胎分割,二、体内受精和早期胚胎发育 1精子的发生 (1)发生的场所：_。 (2)时间：_开始，直到_。 (3)过程：精原细胞形成_经过减数分裂形成_精细胞经过变形形成_。,睾丸,初情期,生殖机能衰退,初级精母细胞,精细胞,精子,2卵子的发生 (1)发生部位：_。 (2)时间：_。 (3)过程：卵原细胞形成_经过减数分裂形成_。 (4)卵细胞受精的标志：当在_的间隙可以观察到_时，说明卵子已经完成了受精。,卵巢,胎儿期,初级卵母细胞,一个卵细胞,卵黄膜和透明带,两个极体,3受精 (1)场所：_。 (2)受精过程 受精前的准备阶段： 精子获能：精子在_发生相应的生理变化后，才获得受精能力。 卵子的准备：卵子在输卵管中发育到_ _，才具有与精子受精的能力。,输卵管,雌性动物的生殖道内,减数第二次,分裂的中期,顶体,透明带,防止多精子,进入卵细胞,卵黄膜封闭,合子,不断增加,不增加，或略有缩小,桑椹胚,全能,囊胚,分化,三胚层,卵母细胞,假阴道法,培养法,化学诱导法,获能溶液或专用受精溶液,维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清,生理环境,游离,免疫排斥反应,遗传物质,繁殖潜力,繁殖周期,人工授精,收集、检查、培养或保存,胚胎移植,机械,早期胚胎,同卵双胎或多胎,具有相同的遗传物质,桑椹胚或囊胚,ES或EK细胞,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,1比较精子和卵子的发生,精子和卵子的发生及受精作用,(2)哺乳动物卵子发生的主要特点 初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生一个次级卵母细胞和一个第一极体。 当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分裂形成卵细胞和第二极体。 卵细胞具有只允许同种单个精子完成受精的保障。,3受精作用 (1)场所：输卵管中。 (2)过程 受精前的准备 a精子获能：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。 b卵子的准备：卵子要在输卵管中进一步成熟，发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精的能力。,受精阶段受精四部曲 第一步：精子穿越放射冠和透明带。首先发生顶体反应，使顶体内的酶释放出来，顶体酶溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，并穿越透明带。 第二步：精子进入卵黄膜。精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵，卵黄膜拒绝其他精子再进入卵内。 第三步：原核形成。精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减分裂，形成雌原核。 第四步：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。,(3)防止多个精子入卵受精的保障 透明带反应：精子穿过放射冠和透明带，在接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这是防止多精入卵受精的第一道屏障。 卵黄膜封闭作用：精子与卵黄膜接触，精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜立即发生阻止其他精子再进入卵内的生理反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。,卵子受精的标志：在卵黄膜和透明带之间的间隙观察到两个极体。受精完成的标志：雌、雄原核融合。,(2014广东联考)(双选)下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述。正确的是( ) A精子必须获能后才能与卵细胞发生受精作用 B排卵就是排出成熟卵细胞的过程 C卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体,解析 精子必须获能后才能与卵细胞结合完成受精作用；动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，有的可能是初级卵母细胞，但它们都要在输卵管内进一步成熟；受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体。 答案 AD,(双选)关于受精过程的叙述错误的是( ) A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第二道屏障 C精子与卵黄膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂 【答案】AB 【解析】受精时精子依次穿越放射冠和透明带；阻止多精入卵的屏障依次是透明带反应和卵黄膜封闭作用；卵子完成减数第二次分裂是在雄原核形成时进行的。,1生物个体发育的过程,胚胎发育的过程,2早期胚胎发育 (1)早期胚胎发育所经历的几个重要阶段,(2)哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点 桑椹胚的细胞数在32个左右，细胞排列紧密，形似桑椹，这些细胞都具全能性。 囊胚出现了细胞分化，聚集于一端。个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。 3影响发育的因素 (1)内因：遗传信息。 (2)外因：环境(温度、水、氧气、营养等)。,有科学家在实验室里实现了“将人体卵细胞培育成囊胚”的实验，则在以下推测中，有可能正确的是( ) 如果该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全相同 如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为1/2 如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的二倍体 如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概率会大大增加 A B C D,解析 卵细胞是生殖细胞，培育成囊胚再发育成成体，其含有正常成人的一整套遗传信息，但遗传特性和母本不完全相同，且不会出现男性性别；该囊胚只含一组染色体组，发育成的个体是单倍体，由于没有其等位基因，所以该个体患遗传病的概率会大大增加，当将该囊胚染色体数目加倍后则得到纯合的二倍体。 答案 D,(2013辽宁联考)下列有关生物工程的叙述，错误的是( ) A进行胚胎移植时，可选用图中所示时期的胚胎或卵裂球或桑椹胚,B高等动物的胚胎发育是指从受精卵发育到幼体的过程 C图中是胚胎发育过程中的囊胚示意图，其中为内细胞团细胞，具有发育全能性 D进行胚胎分割时，就选择原肠胚期的胚胎进行 【答案】D 【解析】进行胚胎分割时，应选择囊胚期或桑椹胚期的胚胎进行。,1体外受精 (1)卵母细胞的采集和培养：对于体型较小的动物，采用促性腺激素处理，排卵后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精；对于大家畜或大型动物，从已被屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。,体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,(2)精子的采集和获能：精子的采集方法有假阴道法、手握法(只适用于猪和犬等体型较小，易于控制的家畜)、电刺激法(这种方法多用于野生或经济动物)。精子的获能：对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法，即将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子就可获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用诱导法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中。,2胚胎的早期培养 (1)培养目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。 (2)培养液成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。 (3)胚胎的去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。,3胚胎移植 (1)概念：指将雌性动物的早期胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)所需个体：其中提供胚胎的个体称为“供体”，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。,(3)基本程序主要包括 对供、受体的选择和处理。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体做超数排卵处理。 配种或人工授精。 对胚胎的收集、检查、培养或保存。 对胚胎进行移植。 移植后的检查。对受体进行是否妊娠的检查。,(4)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。 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基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能。 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，这为胚胎的正常发育提供可能。,4胚胎分割 (1)概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)理论基础：细胞的全能性。 (3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。 (4)操作过程：选择良好的桑椹胚或囊胚并移入盛有操作液的培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带中或直接移植给受体。,(5)存在问题 刚出生的动物体重偏低、毛色和斑纹等性状存在差异； 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的。 (6)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖或克隆。,对囊胚期的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。,5胚胎干细胞 (1)含义：由早期胚胎(囊胚的内细胞团)或原始性腺(胎儿)中分离出来的一类细胞，又叫ES或EK细胞。,下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( ) A受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C超数排卵时不需要激素处理母畜 D试管婴儿的受精过程在试管内完成,解析 受孕母畜体内的早期胚胎处于游离状态，不与母体建立组织上的联系，所以能够移植；受体母畜只有处于与供体母畜同步发情的状态，供、受体生殖器官的生理变化才相同；超数排卵时需要用促性腺激素来处理母畜；试管婴儿的受精和早期胚胎发育在试管内完成，之后再进行胚胎移植。 答案 C,(2013信阳期末)胚胎分割要将内细胞团均等分割的原因是( ) A以免影响胚胎的恢复和进一步发育 B保证遗传物质的平均分配 C确保胚胎发育后期营养物质的供应 D防止分割而来的两个个体性状差异大 【答案】A 【解析】在胚胎分割中要注意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。,1试管动物的生产流程,胚胎工程的3个操作流程,2克隆动物的培育流程 以牛胚胎移植为例,3胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例,(1)选择的对象包括良种公牛、母牛和普通母牛，处理是指对良种母牛和普通母牛做同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化相同；同时要对良种母牛做超数排卵处理，以促其多产生卵子。 (2)冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。 (3)良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的，受体母牛只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。 (4)胚胎移植的培育流程中有两次使用促性腺激素，第一次是对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。,(2014广州模拟)下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是( ) A胚胎分割时，最好选择桑椹胚或原肠胚 B胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取 C胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同 D培育试管动物时，受精过程及早期胚胎发育过程在体外进行,解析 胚胎分割时一般选择桑椹胚或囊胚，故A错；早期胚胎中含有胚胎干细胞，胚胎干细胞属于全能干细胞，故B对；胚胎移植前需要对供体母畜和受体母畜进行同期发情处理，以保证两者具有相同的生理状态，故C对；试管动物的培养利用了体外受精、胚胎培养和胚胎移植等技术，受精过程和早期胚胎培养都是在体外进行的，故D对。 答案 A,( 2015届天津六校联考)牛胚胎移植实验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是( ) A获取的精子经获能处理后才能进行体外受精 B过程只与细胞膜的流动性有关 C过程的细胞增殖方式包括有丝分裂及减数分裂 D过程属于胚胎移植过程 【答案】A,
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