選修三知識(shí)點(diǎn)(胚胎工程)—教師版

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載專題 3胚胎工程卵巢是卵子形成、卵泡存在的場(chǎng)所，內(nèi)部包含許許多多不同發(fā)育階段的卵泡，而成熟的卵（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育泡中可釋放出卵子，其中卵子的外面有輔助結(jié)構(gòu)透明帶，由卵丘細(xì)胞( 卵泡細(xì)胞 ) 形成1、胚胎工程的概念：是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子 所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如放射冠，而卵子外面的胞膜即卵細(xì)胞膜。排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)（5）受精的標(biāo)志是 在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體 ；而受精完成的標(biāo)志為 雌雄原核等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的 胚胎，還需移植的融合 。到雌性動(dòng)物體內(nèi) 生產(chǎn)后代，以滿足人類

2、的各種需求。2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程2、精子和卵子的發(fā)生（1）受精場(chǎng)所是母體的 輸卵管 。（2）卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞 有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。（3）桑椹胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32 個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能細(xì)胞。（4）囊胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開始出現(xiàn)分化（該時(shí)期細(xì)胞的 全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱為 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) ，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。而沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列，個(gè)體比較小的細(xì)胞，稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞 ，將來(lái)發(fā)育成 胎膜和胎盤 。中間的空腔稱為 囊胚腔 。（5）原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚層的分化，具有 囊胚腔和原腸腔。（二）

3、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)：（1）哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在主要方法：用 促性腺激素 處理，使其排出更多的卵子（超數(shù)排卵），然后，從輸卵管中沖取出生前 ( 即胎兒時(shí)期 ) 完成的，這是精子和卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢 中采集卵母細(xì)胞；卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別，但不是唯一的區(qū)別，如發(fā)生場(chǎng)所、過(guò)程及結(jié)果也不相同。第三種方法：借助超聲波探測(cè)儀、腹腔鏡等直接從活體動(dòng)物的卵巢 中吸取卵母細(xì)胞。采集的（2）精子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行的。卵子的發(fā)生中兩卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng) 人工培養(yǎng)成熟 后

4、，才能與 獲能的精子 受精。次減數(shù)分裂是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂在 卵巢內(nèi)完成，產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極(2) 精子的采集和獲能體，進(jìn)入輸卵管，在 與精子的結(jié)合過(guò)程中 完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第收集精子的方法：主要有 假陰道法 、手握法和電刺激法 等。二極體。當(dāng)雌雄原核融合時(shí)，第一極體完成分裂，形成2 個(gè)第二極體。有的哺乳動(dòng)物的第一極體不再分裂。精子體外獲能的方法：主要有 培養(yǎng)法( 嚙齒動(dòng)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（3）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，但與動(dòng)

5、物的體型大小 無(wú)關(guān)。物誘導(dǎo)精子獲能 ) 。（4）哺乳動(dòng)物卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系(3)體外受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。學(xué)習(xí)必備歡迎下載哺乳動(dòng)物體外受精過(guò)程示意圖2、胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液 中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力 。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜，除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸 等營(yíng)養(yǎng)成分，以及 血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向 受體移植或冷凍保存 。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。 ( 牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚 階段才能進(jìn)行移植，小鼠、家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

6、可在 更早的階段 移植，人的體外受精胚胎可在 816 個(gè)細(xì)胞階段移植。 )（三）胚胎工程的應(yīng)用及前景1. 胚胎移植(1) 胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者 通過(guò)體外受精及其它方式 得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的 其它雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱為 “供體” ，接受胚胎的個(gè)體稱為 “受體” 。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見(jiàn)或存量大的品種。）地位：如 轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精 等任何一項(xiàng)生物工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過(guò)胚胎移植技術(shù) 才能獲得后代，是 胚胎工程的最后一道“工序” 。(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了 供體本身的繁

7、殖周期 ，充分發(fā)揮 雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力 。(3) 生理學(xué)基礎(chǔ)：動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的 生理變化是相同的 。這就為供體的胚胎移入受體提供了 相同的生理環(huán)境 。早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于 游離狀態(tài)。這就為 胚胎的收集提供了可能 。受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎不發(fā)生 免疫排斥反應(yīng) 。這為胚胎在受體的存活提供了可能 。供體胚胎可與受體子宮建立正常的 生理和組織 聯(lián)系，但供體胚胎的 遺傳特性 在孕育過(guò)程中不受影響。(4) 基本程序主要包括：對(duì)供、受體的選擇和處理：選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能 優(yōu)秀的供體，有 健康的體質(zhì)和正常繁殖能力 的受體，供體和受體是 同一物種。并用激素進(jìn)行 同期發(fā)情處

8、理 ，用促性腺激素 對(duì)供體母牛做 超數(shù)排卵 處理。配種或人工授精。對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存：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(lái) ( 也叫沖卵 ) 。對(duì)胚胎進(jìn)行 質(zhì)量檢查，此時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到 桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入 196的液氮 中保存。對(duì)胚胎進(jìn)行移植：包括手術(shù)法和 非手術(shù)法。移植后的檢查。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠 的檢查。完成胚胎移植基本程序( 以牛胚胎移植為例)學(xué)習(xí)必備歡迎下載2. 胚胎分割(1) 概念：是指采用機(jī)械方法將 早期胚胎 切割 2 等份、 4 等份等，經(jīng)移植獲得 同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2) 意義：來(lái)自同一胚胎的后代具有

9、 相同的遺傳物質(zhì)，屬于 無(wú)性繁殖。(3) 主要儀器： 實(shí)體顯微鏡 和顯微操作儀(4) 操作過(guò)程：選擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的 桑椹胚或囊胚 。將其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。對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)，要將 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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 。3、胚胎干細(xì)胞（1）哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱 ES或 EK細(xì)胞，是由 早期胚胎或從原始性腺 中分離出來(lái)。（2）具有胚胎細(xì)胞 的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為 體積小，細(xì)胞核 大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性 ，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生 分化，可進(jìn)行 冷凍

10、保存，也可進(jìn)行 遺傳改造 。（3）胚胎干細(xì)胞的主要用途是：可用于研究哺乳動(dòng)物 個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律 ；是在體外條件下研究 細(xì)胞分化 的理想材料，在培養(yǎng)液中加入 分化誘導(dǎo)因子 ，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo) ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示 細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；可以用于治療 人類的某些頑疾 ，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；利用可以被誘導(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；隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過(guò) ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化 ，定向培育出人造組織器官，用于 器官移植 ，解決供體器官不足和器官移植后 免疫排斥

11、的問(wèn)題。練習(xí)1下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，根據(jù)下圖回答：(2) 在基因工程中，我們稱為，在進(jìn)入之前要用等工具來(lái)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(guò)程中一般利用未受精的去核卵細(xì)胞為受體，而不用普通的體細(xì)胞，原因是_ 。(4)從AD 中選出到的過(guò)程中正確的操作方法，把送入的最佳時(shí)期是。(5) 是生出的后代，那么的遺傳性狀和最相似，為什么？_，如果的數(shù)量太少，常用來(lái)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(dòng)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，優(yōu)越性在于。和某些轉(zhuǎn)基因羊可通過(guò)分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)人類

12、所需藥物，這樣的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為。答案： (1) 核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、早期胚胎培養(yǎng)(2) 目的基因 限制酶、 DNA 連接酶和載體顯微注射法(3)胰蛋白酶卵細(xì)胞大， 易操作， 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 桑椹胚和囊胚(5)荷斯坦奶牛因?yàn)閭€(gè)體的核遺傳物質(zhì)大部分來(lái)自荷斯坦奶牛，只是為胚胎發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)和場(chǎng)所，并沒(méi)有獲得的遺傳信息PCR 技術(shù) XX 轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物(6)節(jié)約資源、降低成本等乳腺生物反應(yīng)器2長(zhǎng)期以來(lái)，優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞工程和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來(lái)了無(wú)限生機(jī)，請(qǐng)據(jù)圖完成下列問(wèn)題：(1)

13、 在試管牛和克隆羊的培育過(guò)程中都必須用到的生物技術(shù)有_ 、 _( 至少寫出兩(1) 在此工程過(guò)程中涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有_ 。項(xiàng) )。學(xué)習(xí)必備歡迎下載(2)和受精有關(guān)的過(guò)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、雄用的激素是 _ 。原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合。(4) 利用基因工程可以獲得轉(zhuǎn)基因牛，從而改良奶牛的某些性狀?；蚬こ痰乃膫€(gè)基本操作步驟是其正確的順序?yàn)?_( 填序號(hào) )。_ 、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、_ 和 _。若要使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳(3)從 A 到 E 中，適宜于牛的胚胎移植時(shí)期的有_ ；圖中標(biāo)號(hào) 3 為 _，它將來(lái)可發(fā)育為汁中含有人干擾素，則所

14、構(gòu)建的基因表達(dá)載體必須包括：某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動(dòng)子、胎膜和胚盤。_ 、 _、 _ 和復(fù)制原點(diǎn)等。將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞所采(4)動(dòng)物的早期胚胎移植到同種且_ 與供體相同的動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)叫用的方法是 _( 顯微注射法、 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 )，為獲得能大量產(chǎn)生人干擾素的轉(zhuǎn)基因牛，該基因表做胚胎移植。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)胞膜達(dá)載體應(yīng)導(dǎo)入的受體細(xì)胞是_(受精卵、乳腺細(xì)胞 ) 。_ 。答案： (1) 早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(5)試管牛 E的 性 別 為 _ ， 克 隆 羊 多 利 的 性 狀 和 _ 最 接 近 ， 原

15、 因 是(2) 獲能第一極體(3)促性腺激素_ 。(4) 目的基因的獲取將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定人干擾素基因( 或目的基因 )答案： (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植、卵母細(xì)胞的采集技術(shù)終止子標(biāo)記基因顯微注射法受精卵(2)(3)D 、 E 滋養(yǎng)層細(xì)胞5克隆羊的成功轟動(dòng)世界，它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎(chǔ)，而且解決了器官移植中供體不足的問(wèn)題，(4)生理狀態(tài)對(duì)物質(zhì)的吸收具有選擇透過(guò)性但同時(shí)也給人類帶來(lái)了一些過(guò)去尚未遇到的問(wèn)題。下圖為人類對(duì)克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用，請(qǐng)據(jù)圖回答：(5) 雌性或雄性 (不能確定 ) 白面綿羊 因?yàn)榭寺⊙蚨嗬募?xì)胞核來(lái)自于白面綿羊，生物體的性狀主要是由細(xì)胞核

16、基因控制的3下圖為經(jīng)過(guò)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有_和_ 等。(1)在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行_ 處理。(2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述，正確的有_。(2)進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到_時(shí)期的胚進(jìn)行操作。通過(guò)胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)A 沖卵指的是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子體共有的根本特點(diǎn)是 _ 。B 只有供、受體的生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受(3)指的是 _ 。C供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(4)受體母牛必須和供體牛屬于 _ 。D 不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同，人的胚胎移植最好在原腸胚時(shí)期進(jìn)行答案： (1)獲能 (2)桑椹胚或囊胚具有相同的遺傳物質(zhì)(3)囊胚腔(4) 同一物種(3)圖中兩個(gè)克隆動(dòng)物長(zhǎng)大后，各方面特征與原型動(dòng)物相同，這說(shuō)明_具有全能性，早期胚胎發(fā)育在 _ 階段以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。4請(qǐng)回答胚胎工程和基因工程方面的問(wèn)題：(4)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常要加入_等天然成分， 除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無(wú)菌、(1) 應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管牛”。試管牛的培育需經(jīng)過(guò)體外受精、_ 、無(wú)毒及氧氣充足的環(huán)境中，還需要保證細(xì)胞生活所需的_等。_ 以