選修三專題3胚胎工程.pptVIP

一、體內受精和早期胚胎發(fā)育 1精子的發(fā)生 (1)場所：睪丸的 。 (2)時間： 生殖機能衰退。 (3)過程,曲細精管,初情期,精原細胞,精子細胞,精子細胞的變形,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：精子與卵細胞結合形成合子的過程。 (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發(fā) 生一定的生理反應，而獲得 的現(xiàn)象。 卵子的準備：動物排出的卵子都要在輸卵管內達到減數(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，進入卵 黃膜， 的形成和配子結合。,輸卵管,受精能力,中期,原核,4胚胎發(fā)育,胎膜和胎盤,內細胞團,二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1體外受精 (1)卵母細胞的采集和培養(yǎng) 對于小型實驗動物，常采用 ，使其排 出更多的卵子。,促性腺激素處理,培養(yǎng),化學誘導,(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。,有機鹽,氨基酸,不同,三、胚胎工程的應用及前景 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，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體的技術。 (2)地位：胚胎移植是胎胚工程其他技術的 “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,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 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，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。 (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胚胎干細胞 (1)來源：是由 或 中分離出來一類細胞。,機械,無性,克隆,桑椹胚,囊胚,早期胚胎,原始性腺,全能,遺傳,移植,細胞分化,示例1 下面是畜牧業(yè)生產上培育某種優(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有_和_。 (2)用激素處理的目的是使B牛_，從B牛體內獲得的 卵子需要培養(yǎng)到_(時期)才能與精子結合。 (3)A牛的精子必須在B牛的生殖道中經過相應的生理變化后， 才能與B牛的卵子結合，完成受精作用，這個過程叫 _。卵子受精的標志是在卵黃膜和透明帶的間隙 能夠觀察到_。 (4)生產上常用_期的胚胎進行胚胎移植。若希望同 時獲得多個性狀相同的家畜個體，可以使用_技 術。,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，兩者均用到動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植技術；進行體外受精前，要用促性腺激素處理促使B牛超數(shù)排卵，采集卵子后，應培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期；精子在受精前要經過獲能過程，受精后卵子即可完成分裂進程，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，應在囊胚期或桑椹胚期移植，經胚胎分割還可獲得多個性狀相同的個體。,答案 (1)動物細胞培養(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)同種生物精卵結合的保障 卵細胞透明帶上存在精子的特異識別受體，只允許同種生物的 精子與卵細胞結合。 (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， 透明帶蛋白質變性成為較堅韌的一層，阻止其他精子進入，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， 拒絕其他精子再進入卵細胞，這是防止多精入卵的第二道屏障。,(3)受精的標志和受精完成的標志 受精標志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體。 受精完成的標志：雌、雄原核的融合。 2體外受精 (1)卵母細胞的采集和培養(yǎng) 實驗動物以及家畜豬、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 母細胞或直接從活體動物的卵巢中吸取，然后在體外進行 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)和化學誘導法(牛、羊等家畜的精子常采用化學法，即 將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用 化學藥物誘導精子獲能)。 (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專用的受精溶 液中完成受精過程。,1關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 進入放射冠 B透明帶反應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，進入卵黃膜，原核的形成和結合。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入透明帶，當精子接觸卵黃膜的瞬間，會產生透明帶反應，阻止多個精子進入透明帶。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采集的卵母細胞都要在體外經人工培養(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)寫出圖中各標號的名稱： 2_，4_，5_，7_， 8_。 (3)A時期的細胞具有發(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有絲分裂形成的，合子只能由一個精 子和卵子結合的生理基礎是_、_。,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)層細胞，2是內細胞團，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是內胚層。 (3)桑椹胚細胞具全能性；囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細胞和內細胞團細胞；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內胚層和中胚層。 (4)內細胞團細胞將發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將發(fā)育為胎膜和胎盤。 (5)受精時的透明帶反應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)內細胞團 囊胚腔 外胚層 原腸腔 內胚層 (3)全能 細胞分化 胚層分化 (4)胎兒的各種組織 (5)透明帶反應 卵黃膜封閉作用,1早期胚胎發(fā)育注意的問題 (1)起點是受精卵分裂，在輸卵管內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：細胞有絲分裂使細胞數(shù)目增加，但胚胎 總體積并不增加或略縮小，因此每個細胞的體積會隨分 裂的進行不斷縮小，但核內遺傳物質并未減少。 (3)桑椹胚以前的細胞均未分化，細胞全能性最高，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：個體發(fā)育中分化能力最強，細胞已分化形 成外、中、內三個胚層。 (6)個體發(fā)育過程中從桑椹胚階段開始初步分化，分化出內細 胞團和滋養(yǎng)層細胞。 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：與動物細胞培養(yǎng)液成分基本相 同，除鹽類、營養(yǎng)成分和調節(jié)物質外，還需要血清， 兩者都是液體培養(yǎng)基。,3(2011南京模擬)有關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的結果 D原腸胚形成過程中所含的有機物總量增加,.,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胞分裂，細胞數(shù)目增多，所以隨著細胞分裂，DNA總量增加。原腸胚發(fā)育形成各種組織和器官，這是細胞分化，細胞分化的實質是基因的選擇性表達。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，有機物的總量減少。,答案：D,4關于桑椹胚和囊胚的比較，以下說法不正確的是 ( ) A桑椹胚的各細胞結構功能基本相同 B囊胚期細胞出現(xiàn)了細胞分化，但遺傳物質未發(fā)生改變 C囊胚期細胞分化是由遺傳物質突變引起的 D囊胚期細胞團和滋養(yǎng)層細胞差異不是復制水平上的差 異，而是轉錄水平上的差異引起的,解析：細胞分化并非遺傳物質的改變，而是基因選擇性表達的結果，即轉錄水平上的調控。,答案：C,.,示例3 隨著科學技術的發(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人類血清白蛋白的圖解，據(jù)圖回答：,(1)在此過程中涉及細胞水平的現(xiàn)代生物技術手段主要有 _。 (2)在基因工程中，我們稱為_，在進入之前要 用_ 等工具來構建基因表達載體，能實現(xiàn)進入的常用方法 是_。 (3)圖中一般經_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胞作為受體，而不用 普通的體細胞，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_來擴增。要實現(xiàn)批量 生產血清白蛋白，則要求的性染色體是_，利用 該方法得到的動物叫做_。,(6)用這種方法生產藥物與工廠化生產藥物相比，前者的優(yōu)越 性在于_。 (7)和某些轉基因羊可通過分泌乳汁來生產人類所需藥物， 這類轉基因動物被稱為_。,解析 基因工程的工具有限制性核酸內切酶、DNA連接酶和運載體，要將目的基因導入動物細胞常采用的方法是顯微注射法。動物細胞培養(yǎng)時要用胰蛋白酶處理使組織中的各個細胞分散開來，之所以采用卵細胞作為受體細胞，這是因為卵細胞大、易操作、分化程度低，含有促使細胞表達全能性的物質，體細胞的細胞核在卵細胞質中才能表現(xiàn)出全能性。胚胎分割是將內細胞團等分成幾等份。克隆牛與提供細胞核的個體性狀最相似。要從乳汁中獲取血清白蛋白，則該牛應該是產乳汁的雌牛，其性染色體是XX，這樣通過導入目的基因的方法獲得的動物叫轉基因克隆動物。與工廠化生產藥物相比，用轉基因克隆動物生產藥物的優(yōu)越性在于節(jié)約資源、降低成本等。,答案 (1)核移植技術、動物細胞培養(yǎng) (2)目的基因 限制性核酸內切酶、DNA連接酶和運載體 顯微注射法 (3)胰蛋白酶 卵細胞大、易操作、分化程度低，含有促使細胞表達全能性的物質，所以體細胞的細胞核在卵細胞質中才能表現(xiàn)出全能性 (4)C (5) 因為個體的核遺傳物質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 XX 轉基因克隆動物 (6)節(jié)約資源、降低成本等(其他合理答案也可) (7)乳腺生物反應器,胚胎分割 (1)所需儀器設備：實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 行分割。 (3)囊胚期分割要求：內細胞團均等分割，以免影響分割后 胚胎的恢復和進一步發(fā)育。 (4)意義：加快繁殖速度。,5(2011徐州模擬)下圖為經過體外受精和胚胎分割移植培 育優(yōu)質奶牛的過程，請回答下列問題：,(1)A細胞是_，在進行體外受精前要對精子進行_處理。 (2)進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育到_時期的胚胎進行操作。 (3)指的是_。 (4)通過胚胎分割產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行分割時，應注意_。 (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胞融合即可得到受精卵然后經過體外培養(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，即選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進行分割，分割后產生的個體因為所含的遺傳物質相同，所以性狀表現(xiàn)很相似。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,答案：(1)(次級)卵母細胞 獲能 (2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔 (4)具有相同的遺傳物質 (5)胚胎分割要將內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(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，特有的技術手段是 _技術，這兩種動物繁殖的方式相比，實質性的區(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、核苷酸以 及_等物質。 (4)如果培育轉基因荷斯坦奶牛，可