高二生物【22】胚胎工程原理與應(yīng)用專題復(fù)習(xí)

胚胎工程原理與應(yīng)用專題復(fù)習(xí)高二年級生物胚胎工程4.3對動(dòng)物早期胚胎或配子進(jìn)行顯微操作和處理以獲得目標(biāo)個(gè)體

4.3.1簡述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程

4.3.2簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)胚胎工程

胚胎工程是指對動(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)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程體內(nèi)受精理論基礎(chǔ)早期胚胎發(fā)育技術(shù)體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎分割胚胎移植胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)胚胎工程一、體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育（一）體內(nèi)受精1、精子和卵子的發(fā)生第一階段第二階段第三階段有絲分裂DNA復(fù)制精原細(xì)胞多個(gè)精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂變形次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子精子的發(fā)生細(xì)胞核—頭部的主要部分；高爾基體—發(fā)育為頭部的頂體；中心體—演變?yōu)榫拥奈?；線粒體—形成線粒體鞘；其它物質(zhì)濃縮成原生質(zhì)滴，最后脫落高爾基體頂體泡精細(xì)胞核中心體線粒體頂體細(xì)胞核頭

頸

尾原生質(zhì)滴線粒體鞘資料資料精子的變形減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂有絲分裂變形DNA復(fù)制發(fā)生時(shí)間：胎兒期發(fā)生時(shí)間：排卵前后發(fā)生時(shí)間：受精時(shí)地點(diǎn)：輸卵管精原細(xì)胞多個(gè)精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子卵原細(xì)胞卵子和第二極體次級卵母細(xì)胞和第一極體初級卵母細(xì)胞多個(gè)卵原細(xì)胞卵子的發(fā)生第一階段第二階段第三階段

在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可觀察到兩個(gè)極體

卵子是否受精的標(biāo)志：卵泡細(xì)胞黃體退化黃體排卵不同發(fā)育階段的卵泡第一極體卵丘細(xì)胞卵細(xì)胞膜透明帶核卵子結(jié)構(gòu)圖資料第一極體放射冠透明帶卵細(xì)胞質(zhì)核卵細(xì)胞膜1、精子和卵子的發(fā)生2、受精透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)

精子穿越放射冠

精子穿越透明帶

精子穿越卵細(xì)胞膜

雌、雄原核形成

雌雄原核融合形成合子頂體反應(yīng)

受精階段（二）胚胎發(fā)育最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂受精卵（二）胚胎發(fā)育最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂細(xì)胞數(shù)量增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小受精卵卵裂期（二）胚胎發(fā)育最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂細(xì)胞數(shù)量增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小由全能細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右受精卵卵裂期桑椹胚（二）胚胎發(fā)育最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂細(xì)胞數(shù)量增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小由全能細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右出現(xiàn)分化（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞），出現(xiàn)囊胚腔，胚胎孵化受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（二）胚胎發(fā)育最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂細(xì)胞數(shù)量增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小由全能細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右出現(xiàn)分化（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞），出現(xiàn)囊胚腔，胚胎孵化出現(xiàn)胚層分化，形成原腸腔受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚（一）體外受精

卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：用促性腺激素處理對大家畜或大型動(dòng)物：從廢棄卵巢中采集卵母細(xì)胞或活體采卵（需體外培養(yǎng)成熟）二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

精子的采集和獲能精子獲能處理獲能精子精子離心處理體外受精

受精卵培養(yǎng)卵母細(xì)胞培養(yǎng)卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞新鮮或解凍的精液卵巢（一）體外受精二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

精子的采集和獲能精子獲能處理獲能精子精子離心處理體外受精

受精卵培養(yǎng)卵母細(xì)胞培養(yǎng)卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞新鮮或解凍的精液卵巢

精子的采集和獲能收集方法:

假陰道法，手握法和電刺激等獲能處理:培養(yǎng)法：獲能液（家兔、豬）化學(xué)法：一定濃度肝素等溶液（牛、羊）（一）體外受精二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

精子的采集和獲能精子獲能處理獲能精子精子離心處理體外受精

受精卵培養(yǎng)卵母細(xì)胞培養(yǎng)卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞MⅡ期卵母細(xì)胞新鮮或解凍的精液卵巢

在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程

受精（二）胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液成分:水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同：

牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：卵裂期試管嬰兒：8個(gè)或16個(gè)細(xì)胞階段

胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存1、保存卵子和精子的方法是什么？2、卵母細(xì)胞的成熟培養(yǎng)用到什么設(shè)備，為什么？思考牛體外受精胚胎工廠化生產(chǎn)流程圖從屠宰場收集卵巢在保溫瓶中存放（生理鹽水）抽取卵母細(xì)胞檢查卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞成熟培養(yǎng)二氧化碳培養(yǎng)箱冷凍精子解凍將解凍精子離心分離離心前離心后注獲能液精子獲能成熟卵子受精受精卵檢查胚胎培養(yǎng)（一）胚胎移植早期胚胎體外受精同種的、生理狀態(tài)相同

雌性

將雌性動(dòng)物體內(nèi)的

，或者通過

及

得到的胚胎，移植到

的其他

動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。胚胎移植是胚胎工程的最后一道程序。

其他方式三、胚胎工程的應(yīng)用及前景1、概念優(yōu)良供體母牛健康受體母牛…同期發(fā)情處理…超數(shù)排卵優(yōu)良公牛配種收集胚胎移植胚胎妊娠有價(jià)值的后代同種動(dòng)物發(fā)情排卵后，供體和受體具有相同的生理環(huán)境

早期胚胎一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)，有利于胚胎收集不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)供體胚胎與受體子宮可建立正常生理和組織聯(lián)系，遺傳特性不受影響2、生理學(xué)基礎(chǔ)實(shí)質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移優(yōu)良供體母牛健康受體母?！诎l(fā)情處理……超數(shù)排卵優(yōu)良供體公牛配種收集胚胎質(zhì)量檢查、培養(yǎng)胚胎移植妊娠檢查有價(jià)值的后代激素激素：促性腺激素沖卵資料資料沖卵：將子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來3、基本程序優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力（二）胚胎分割

采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成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)

胚胎分割

發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚

實(shí)體顯微鏡、顯微操作儀

使用儀器

概念

選擇胚胎

注意事項(xiàng)

將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割

無性繁殖或克隆

意義

提高胚胎利用率，加速繁殖速度

2006年，廣西水牛研究所分離出水牛精液的X精子和Y精子，再將X精子與本地母牛的卵細(xì)胞進(jìn)行體外受精，形成了可性別控制的胚胎，最后將多枚胚胎移植到受體母牛體內(nèi)，產(chǎn)下雌性水牛雙犢。

2008年，他們又攻破了胚胎分割技術(shù)，并運(yùn)用PCR技術(shù)對水牛早期胚胎進(jìn)行性別鑒定。這為今后將胚胎分割成4份甚至8份并同時(shí)移植奠定了基礎(chǔ)。

良種母牛缺乏一直是制約我國水牛奶業(yè)發(fā)展的瓶頸問題

資料胚胎移植做性別分析已知性別胚胎取滋養(yǎng)層分割針囊胚腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層透明帶（三）胚胎干細(xì)胞

由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞胚胎干細(xì)胞

體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯

概念特點(diǎn)

應(yīng)用

一定條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化，也可進(jìn)行誘導(dǎo)分化具有發(fā)育的全能性形態(tài)功能

治療頑疾，培育人造器官，研究體外細(xì)胞分化，研究動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律等囊胚

胎兒

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞

生殖腺細(xì)胞

胚胎干細(xì)胞分離培養(yǎng)資料

2017年，某研究團(tuán)隊(duì)研究表明，通過移除一種miR-34的RNA，可使小鼠胚胎干細(xì)胞表現(xiàn)出類似受精卵的發(fā)育特性。

最新研究表明，胚胎干細(xì)胞的潛能可能與pramel7蛋白的表達(dá)有關(guān)，體外培養(yǎng)中可通過影響其表達(dá)而影響胚胎干細(xì)胞分化特性。

2014年，某研究組利用成年人成熟細(xì)胞制造出人類胚胎干細(xì)胞，理論上利用這些細(xì)胞能培養(yǎng)出人類組織和器官，并能用于各種器官和組織損傷的治療。胚胎工程總結(jié)四、反饋練習(xí)

例題：精卵識別后，頂體膜(精子形成過程中高爾基體特化為頂體)與精子細(xì)胞膜融合，釋放頂體酶使卵細(xì)胞外周形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列敘述正確的是（）A.頂體酶是在精子的溶酶體中合成的 B.精子游向卵子所需全部能量來自線粒體C.精子和卵細(xì)胞的識別過程，說明細(xì)胞膜參與細(xì)胞間的信息交流D.頂體膜和精子細(xì)胞膜的融合，說明生物膜具有選擇透過性特點(diǎn)C例題：下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.對受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理B.人工授精后的一定時(shí)間內(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割C.同種動(dòng)物之間的生理特征相近，進(jìn)行胚胎移植易于成功D.一次給受體母羊植入多個(gè)胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例四、反饋練習(xí)B例題：據(jù)圖回答下列有關(guān)胚胎工程的問題：（1）圖中a、b、c過程分別是指_________、__________、________。（2）要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對精子進(jìn)行處理，使其______；另外，培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至

，該時(shí)期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細(xì)胞和

。胚胎移植胚胎收集超數(shù)排卵獲能第一極體減數(shù)第二次分裂中期例題：據(jù)圖回答下列有關(guān)胚胎工程的問題：（3）通常奶牛每次排出一枚卵母細(xì)胞，采用激素處理可使其一次排出多枚卵母細(xì)胞，常使用的激素是

。（4）在胚胎移植過程中，供、受體母牛選擇好后，要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，這樣處理的原因是

，以保證移植后的胚胎能夠繼續(xù)正常發(fā)育。使供、受體的生理狀態(tài)相同促性腺激素例題：2018年4月，某期刊在線發(fā)表的一篇文章顯示，到2100年，借助輔助生殖技術(shù)(即試管嬰兒技術(shù))誕生的人數(shù)可能將達(dá)到全球總?cè)丝诘?.5％——約4億人。請回答下列問題：(1)培育“試管嬰兒”主要運(yùn)用了胚胎工程的________和________等技術(shù)，該生產(chǎn)過程在生物學(xué)上屬于