選修三專題3胚胎工程.ppt

一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1精子的發(fā)生 (1)場所：睪丸的 。 (2)時間： 生殖機(jī)能衰退。 (3)過程,曲細(xì)精管,初情期,精原細(xì)胞,精子細(xì)胞,精子細(xì)胞的變形,2卵子的發(fā)生 (1)場所： 。 (2)時期： 。 (3)過程,卵巢,胚時期和初情期后,3受精作用 (1)概念：精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成合子的過程。 (2)場所：雌性的 。 (3)受精過程 精子獲能：剛排出的精子，必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā) 生一定的生理反應(yīng)，而獲得 的現(xiàn)象。 卵子的準(zhǔn)備：動物排出的卵子都要在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù) 第二次裂的 ，才具備受精的能力。 受精階段：主要包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵 黃膜， 的形成和配子結(jié)合。,輸卵管,受精能力,中期,原核,4胚胎發(fā)育,胎膜和胎盤,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1體外受精 (1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 對于小型實(shí)驗(yàn)動物，常采用 ，使其排 出更多的卵子。,促性腺激素處理,培養(yǎng),化學(xué)誘導(dǎo),(3)受精： 的精子和培養(yǎng)成熟的卵子發(fā)生作用形成受精卵。,獲能,對于大型動物或大家畜，如牛，一般從已屠宰或活體母畜的 中采取。,卵巢,2胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分：無機(jī)鹽、 、維生素、激素、 、 核苷酸、血清等。 (2)胚胎去向 受體移植：不同動物胚胎移植時間 。 冷凍保存。,有機(jī)鹽,氨基酸,不同,三、胚胎工程的應(yīng)用及前景 1胚胎移植 (1)概念：將雌性動物的 ，或通過 及其他方 式得到的胚胎，移植到 的生理狀態(tài) 的其他雌性動 物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體的技術(shù)。 (2)地位：胚胎移植是胎胚工程其他技術(shù)的 “工序”。 (3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的 或 。 (4)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。,早期胚胎,體外受精,同種,相同,最后一道,桑椹胚,囊胚,(5)生理基礎(chǔ),移入：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受 體生殖器官的生理變化是 收集：早期胚胎處于 狀態(tài) 存活：受體對移入子宮的外來胚胎基本上不 發(fā)生 反應(yīng) 遺傳性：供體胚胎的遺傳特性在孕育過 程中 影響,相同的,游離,免疫排斥,不受任何,(6)基本程序：對供、受體的 和處理配種或人工授精 對胚胎的 檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植檢查,收集,選擇,2胚胎分割 (1)概念：采用 方法將胚胎分割成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)定位：動物 繁殖或 的方法之一。 (3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的 或 。 3胚胎干細(xì)胞 (1)來源：是由 或 中分離出來一類細(xì)胞。,機(jī)械,無性,克隆,桑椹胚,囊胚,早期胚胎,原始性腺,全能,遺傳,移植,細(xì)胞分化,示例1 下面是畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法，請分析回答： ( ),(1)方法和方法均用到的生物技術(shù)有_和_。 (2)用激素處理的目的是使B牛_，從B牛體內(nèi)獲得的 卵子需要培養(yǎng)到_(時期)才能與精子結(jié)合。 (3)A牛的精子必須在B牛的生殖道中經(jīng)過相應(yīng)的生理變化后， 才能與B牛的卵子結(jié)合，完成受精作用，這個過程叫 _。卵子受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙 能夠觀察到_。 (4)生產(chǎn)上常用_期的胚胎進(jìn)行胚胎移植。若希望同 時獲得多個性狀相同的家畜個體，可以使用_技 術(shù)。,解析 圖示方法中為利用體外受精和胚胎移植的方法培育試管牛，為克隆牛技術(shù)，兩者均用到動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)；進(jìn)行體外受精前，要用促性腺激素處理促使B牛超數(shù)排卵，采集卵子后，應(yīng)培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期；精子在受精前要經(jīng)過獲能過程，受精后卵子即可完成分裂進(jìn)程，排出第二極體，所以在透明帶和卵黃膜的間隙中可以看到兩個極體；為保證移植胚胎的成活率，應(yīng)在囊胚期或桑椹胚期移植，經(jīng)胚胎分割還可獲得多個性狀相同的個體。,答案 (1)動物細(xì)胞培養(yǎng) 胚胎移植 (2)超數(shù)排卵 減數(shù)第二次分裂中期 (3)精子獲能 兩個極體 (4)桑椹胚(或囊胚) 胚胎分割,1卵細(xì)胞只允許同種單個精子完成受精的保障 (1)同種生物精卵結(jié)合的保障 卵細(xì)胞透明帶上存在精子的特異識別受體，只允許同種生物的 精子與卵細(xì)胞結(jié)合。 (2)防止多精入卵的保障 單個精子穿過透明帶，觸及卵黃膜的瞬間引發(fā)透明帶反應(yīng)， 透明帶蛋白質(zhì)變性成為較堅(jiān)韌的一層，阻止其他精子進(jìn)入，這 是防止多精入卵的第一道屏障。 單個精子穿過卵黃膜入卵后，立即引發(fā)卵黃膜的封閉作用， 拒絕其他精子再進(jìn)入卵細(xì)胞，這是防止多精入卵的第二道屏障。,(3)受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志 受精標(biāo)志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體。 受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核的融合。 2體外受精 (1)卵母細(xì)胞的采集和培養(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)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?液中完成受精過程。,1關(guān)于受精過程的敘述錯誤的是 ( ) A獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶 進(jìn)入放射冠 B透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障 C精子與卵黃膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂,解析：哺乳動物的受精過程主要包括：精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核的形成和結(jié)合。獲能后的精子與卵子相遇后，首先釋放頂體酶穿過放射冠進(jìn)入透明帶，當(dāng)精子接觸卵黃膜的瞬間，會產(chǎn)生透明帶反應(yīng)，阻止多個精子進(jìn)入透明帶。精子與卵黃膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此時卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精過程完成。,答案：A,2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，以下原因不正確的是 ( ) A卵子在輸卵管中也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程 B動物排出的卵子成熟程度不同 C體外人工培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期時，才算成熟 D沖出的卵子還需培養(yǎng)一段時間由小變大,.,解析：沖出的卵子還不算成熟，只有培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期時，才具有與精子受精的能力，在此之前，也要經(jīng)歷類似精子獲能的處理。,答案：D,示例2 如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題：,(1)寫出各個階段的名稱： A_，B_，C_。,(2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱： 2_，4_，5_，7_， 8_。 (3)A時期的細(xì)胞具有發(fā)育上的_性，B時期開始出現(xiàn) _，C時期開始出現(xiàn)_。 (4)2將來發(fā)育成_。 (5)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只能由一個精 子和卵子結(jié)合的生理基礎(chǔ)是_、_。,解析 本題考查受精和動物的胚胎發(fā)育等知識以及識圖、填圖能力。 (1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。 (2)圖B中1是滋養(yǎng)層細(xì)胞，2是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，3是透明帶，4是囊胚腔；圖C中5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。 (3)桑椹胚細(xì)胞具全能性；囊胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層和中胚層。 (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞將發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將發(fā)育為胎膜和胎盤。 (5)受精時的透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用是防止多精入卵的兩道屏障。,答案 (1)桑椹胚 囊胚 原腸胚 (2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 囊胚腔 外胚層 原腸腔 內(nèi)胚層 (3)全能 細(xì)胞分化 胚層分化 (4)胎兒的各種組織 (5)透明帶反應(yīng) 卵黃膜封閉作用,1早期胚胎發(fā)育注意的問題 (1)起點(diǎn)是受精卵分裂，在輸卵管內(nèi)完成受精作用時即已開 始，直至發(fā)育成為成熟的胎兒。 (2)卵裂期的特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增加，但胚胎 總體積并不增加或略縮小，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。 (3)桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化，細(xì)胞全能性最高，是胚胎 分割的最佳時期。,(4)桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性 仍很高，也可用于胚胎分割。 (5)原腸胚的特點(diǎn)：個體發(fā)育中分化能力最強(qiáng)，細(xì)胞已分化形 成外、中、內(nèi)三個胚層。 (6)個體發(fā)育過程中從桑椹胚階段開始初步分化，分化出內(nèi)細(xì) 胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞。 2早期胚胎的界定：一般指可用于移植的胚胎，在原腸胚 之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的階段。,3胚胎早期培養(yǎng)液成分：與動物細(xì)胞培養(yǎng)液成分基本相 同，除鹽類、營養(yǎng)成分和調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還需要血清， 兩者都是液體培養(yǎng)基。,3(2011南京模擬)有關(guān)海星原腸胚的敘述中，不正確的是 ( ) A原腸胚已分化成三個胚層 B原腸胚形成過程中DNA總量增加 C原腸胚的發(fā)育是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 D原腸胚形成過程中所含的有機(jī)物總量增加,.,解析：原腸胚的特征是具有三個胚層，有縮小的囊胚腔，有原腸腔。原腸胚的形成過程中伴隨著細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，所以隨著細(xì)胞分裂，DNA總量增加。原腸胚發(fā)育形成各種組織和器官，這是細(xì)胞分化，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。在胚胎早期發(fā)育過程中，營養(yǎng)全部來自卵黃，無法從外界獲得，隨著生命活動消耗的增加，有機(jī)物的總量減少。,答案：D,4關(guān)于桑椹胚和囊胚的比較，以下說法不正確的是 ( ) A桑椹胚的各細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能基本相同 B囊胚期細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞分化，但遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變 C囊胚期細(xì)胞分化是由遺傳物質(zhì)突變引起的 D囊胚期細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞差異不是復(fù)制水平上的差 異，而是轉(zhuǎn)錄水平上的差異引起的,解析：細(xì)胞分化并非遺傳物質(zhì)的改變，而是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控。,答案：C,.,示例3 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，據(jù)圖回答：,(1)在此過程中涉及細(xì)胞水平的現(xiàn)代生物技術(shù)手段主要有 _。 (2)在基因工程中，我們稱為_，在進(jìn)入之前要 用_ 等工具來構(gòu)建基因表達(dá)載體，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)入的常用方法 是_。 (3)圖中一般經(jīng)_處理可以得到，從到的 過程中一般利用去核后未受精的卵細(xì)胞作為受體，而不用 普通的體細(xì)胞，原因是_。,(4)下列AD中表示到過程中正確的操作方法的是 _。 (5)是的后代，那么的遺傳性狀和_(填或) 最相似，原因是_。 如果的數(shù)量太少，常用_來擴(kuò)增。要實(shí)現(xiàn)批量 生產(chǎn)血清白蛋白，則要求的性染色體是_，利用 該方法得到的動物叫做_。,(6)用這種方法生產(chǎn)藥物與工廠化生產(chǎn)藥物相比，前者的優(yōu)越 性在于_。 (7)和某些轉(zhuǎn)基因羊可通過分泌乳汁來生產(chǎn)人類所需藥物， 這類轉(zhuǎn)基因動物被稱為_。,解析 基因工程的工具有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體，要將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常采用的方法是顯微注射法。動物細(xì)胞培養(yǎng)時要用胰蛋白酶處理使組織中的各個細(xì)胞分散開來，之所以采用卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞，這是因?yàn)槁鸭?xì)胞大、易操作、分化程度低，含有促使細(xì)胞表達(dá)全能性的物質(zhì)，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性。胚胎分割是將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)等分成幾等份?？寺∨Ｅc提供細(xì)胞核的個體性狀最相似。要從乳汁中獲取血清白蛋白，則該牛應(yīng)該是產(chǎn)乳汁的雌牛，其性染色體是XX，這樣通過導(dǎo)入目的基因的方法獲得的動物叫轉(zhuǎn)基因克隆動物。與工廠化生產(chǎn)藥物相比，用轉(zhuǎn)基因克隆動物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性在于節(jié)約資源、降低成本等。,答案 (1)核移植技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng) (2)目的基因 限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體 顯微注射法 (3)胰蛋白酶 卵細(xì)胞大、易操作、分化程度低，含有促使細(xì)胞表達(dá)全能性的物質(zhì)，所以體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性 (4)C (5) 因?yàn)閭€體的核遺傳物質(zhì)大部分來自荷斯坦奶牛，只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所，并沒有獲得的遺傳信息 PCR技術(shù) XX 轉(zhuǎn)基因克隆動物 (6)節(jié)約資源、降低成本等(其他合理答案也可) (7)乳腺生物反應(yīng)器,胚胎分割 (1)所需儀器設(shè)備：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。 (2)基本程序：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚， 移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進(jìn) 行分割。 (3)囊胚期分割要求：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。 (4)意義：加快繁殖速度。,5(2011徐州模擬)下圖為經(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牛屬于_。,解析：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然后經(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)，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。,答案：(1)(次級)卵母細(xì)胞 獲能 (2)桑椹胚或囊胚 (3)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,示例 如圖為純種荷斯坦小奶牛的繁殖過程，請據(jù)圖回答下列問題。,(1)克隆動物培育過程與圖示繁殖過程相比，特有的技術(shù)手段是 _技術(shù)，這兩種動物繁殖的方式相比，實(shí)質(zhì)性的區(qū)別為 前者是_，后者是_。 (2)一般用_激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。 (3)受精卵體外培養(yǎng)所需的培養(yǎng)液成分一般比較復(fù)雜，除一些無機(jī) 鹽和有機(jī)鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以 及_等物質(zhì)。 (4)如果培育轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛，可