動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎

1、1動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(I) 2胚胎干細胞的移植(I) 3胚胎工程的應用() 4體外受精與早期胚胎培養(yǎng)過程 5胚胎發(fā)育的過程分析 6胚胎移植的理論基礎 7胚胎工程的實際應用,對應學生用書220頁,一、受精 1準備階段：包括_和_。 2受精階段 (1)精子與卵子相遇時，首先發(fā)生_，以形成精子穿越放射冠的通路。 (2)防止多精子入卵受精的兩道屏障是_和_作用。 (3)判斷卵子是否受精的標志是在卵黃膜和透明帶的間隙可觀察到_。,對應學生用書220頁,二、胚胎發(fā)育,2早期胚胎發(fā)育的階段 (1)桑椹胚：這一階段的細胞都屬于_。,(3)原腸胚：具有_、外胚層和_三個胚層，以及由內胚層

2、包圍的_。,三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1體外受精階段,2胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分包括無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及_等物質。 (2)牛、羊一般培養(yǎng)到_或囊胚階段；人的試管胚胎一般要培養(yǎng)到_階段。,四、胚胎工程 1胚胎移植 (1)概念：將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到_的其他雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。 (2)理論基礎 排卵后，供、受體_的生理變化是相同的。 早期胚胎形成后，在一定時間內處于_，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。 受體對外來胚胎基本上不發(fā)生_反應。 供體胚胎可與受體子宮建立正常的_聯(lián)系，而_不受影響。,(3)

3、基本程序 對供受體的_。 配種或進行_。 對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。 對胚胎進行_。 移植后的檢查。,2胚胎分割 (1)概念：采用機械方法將_切割成2等份、4等份或8等份等，經移植獲得_或_的技術。 (2)材料：應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_或_。 (3)要求：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將_均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,五、胚胎干細胞 1來源：是由_或_中分離出來的一類細胞。 2特點,自主核對： 一、精子獲能卵子的準備頂體反應透明帶反應卵黃膜封閉兩個極體 二、有絲分裂不增加縮小全能細胞各種組織胎膜和胎盤內胚層中胚層原腸腔 三、卵母細胞精子血清桑椹胚816個細

4、胞 四、同種的、生理狀態(tài)相同生殖器官游離狀態(tài)免疫排斥生理和組織遺傳特性選擇和處理人工授精移植早期胚胎同卵雙胎多胎桑椹胚囊胚內細胞團 五、早期胚胎原始性腺細胞核核仁全能性分化,1精子和卵子在發(fā)生上有何區(qū)別 2胚胎移植的理論依據(jù)是什么？,考點1體內受精和早期胚胎發(fā)育 1精子與卵子發(fā)生的比較,對應學生用書221頁,2.受精作用的過程 (1)受精前的準備階段 精子獲能：精子必須在雌性動物的生殖道中發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力的生理現(xiàn)象。 卵子的準備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力。,(2)受精階段 第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應使頂體內的酶釋放出來并溶

5、解放射冠內的卵丘細胞，透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：配子結合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。,3早期胚胎發(fā)育 (1)過程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚 (2)圖示：,例1下列不是精子、卵細胞發(fā)生的區(qū)別的是() A初級精母細胞、初級卵母細胞的形成時間 BM和M的時間連續(xù)性 C成熟生殖細胞是否經過變形 D成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量 解析初級精母細胞是雄性動物初情期開始后，才由精原細胞分裂形成的，而初級卵母細胞是在胎兒期完成的；精子的產生在M和M是連續(xù)的，而卵細

6、胞產生通過M形成次級卵母細胞，在精子與卵子的結合過程中才完成M；精子細胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細胞不需要變形；成熟的精子和卵細胞經過減數(shù)分裂形成，都含有親本體細胞一半的染色體數(shù)目。 答案D,例2(2009海南卷)請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關的問題： (1)精細胞經變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內含有的_能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。 (2)某動物排卵時，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時卵子處于_卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂_期時，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明_過程已完成。,(3)動物的早期胚胎移植到同種且_與供體相同的動物體

7、內，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體的技術叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用_激素對供體進行處理，其目的是獲得更多的_，經人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時，發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色，其原因是活細胞膜 _ (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進行_處理，再植入受體內。若要對早期胚胎進行長期保存，應將其置于_條件下。,解析本題主要考查受精作用、胚胎移植和胚胎分割的有關知識。 (1)精子在穿過放射冠和透明帶過程中發(fā)生了頂體反應，主要借助于頂體酶的作用。 (2)排卵和受精兩個階段并非是減數(shù)分裂完成后進行的，而是在減數(shù)分裂

8、進行中發(fā)生的。 (3)胚胎移植要有生理學基礎才能成功，為了擴大良種母畜的繁育功能需用激素處理?；罴毎募毎び幸欢ǖ倪x擇透過性，所以不被染色。 (4)胚胎分割可得到同卵雙胎或多胎，早期胚胎可長期冷凍保存。,答案(1)頂體酶 (2)初級中受精 (3)生理狀態(tài)促性腺卵母細胞對物質的吸收具有選擇透過性 (4)胚胎分割冷凍(或液氮),考點2胚胎移植的理論基礎及操作過程分析 1理論基礎 (1)胚胎移入受體的生理基礎：哺乳動物發(fā)情后，生殖器官的生理變化相同。 (2)胚胎收集的理論基礎：早期胚胎形成后，處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。 (3)胚胎在受體內存活的生理基礎：受體對移入子宮的外來胚胎基

9、本上不發(fā)生免疫排斥反應。 (4)胚胎在受體內正常發(fā)育的生理基礎：供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織上的聯(lián)系，但遺傳特性不受影響。,2基本操作程序(以牛為例),(1)選擇的對象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指對良種母牛和普通母牛做同期發(fā)情處理，以使其生殖器官的生理變化相同，同時要對良種母牛做超數(shù)排卵處理，以促其多產生卵子。 (2)沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內沖洗出來，而不是沖洗出卵子。 (3)良種牛后代的遺傳特性是由供體公牛和母牛決定的，受體母牛只是提供了胚胎發(fā)育的場所，不影響后代的遺傳特性。,重要考點提示 1. 胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉換，而胚

10、胎本身的遺傳物質并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。 2. 胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征。 3. 作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種，供體則為優(yōu)良的品種。,例3科學家運用胚胎移植技術培育試管牛時，首先用激素促進良種母牛超數(shù)排卵，然后進行體外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宮內，孕育成小牛產出。下列分析錯誤的是() A供體與受體在胚胎移植前后的生理環(huán)境須保持一致 B在胚胎移植前可采用胚胎分割技術快速繁殖良種牛 C運用胚胎移植技術培育的試管牛屬于動物克隆范疇 D須配制一系列不同成分的培養(yǎng)液以培養(yǎng)不同發(fā)育時期的胚胎,解析胚胎移植是將

11、雌性動物的早期胚胎或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體。胚胎移植實際上是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程，此過程的胚胎屬有性生殖的產物，克隆是無性生殖的一種主要手段。 答案C,例4(2010深圳檢測)牛胚胎移植的基本程序如圖所示，請據(jù)圖回答：,(1)圖中a、b、c過程分別是指_、_、_。 (2)供體母牛的主要職能是_；受體母牛必須具備_。 (3)為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是_；處理的時期是_；理由是_。 (4)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞，稱為ES或EK細胞。這類細胞的形態(tài)特征有_。

12、 (5)你認為胚胎移植技術在生產實踐中的主要意義有哪些？_。,解析(1)a過程是良種母畜在激素刺激下的超數(shù)排卵。b是用人工方法將母畜體內已經開始發(fā)育的受精卵取出的沖卵過程。c是將符合移植要求的早期胚胎移植到受體母畜子宮內的過程。(2)供體母牛的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，受體母牛則是提供胚胎發(fā)育場所，所以受體母牛應具有健康的體質和健康的繁殖能力。(3)因在桑椹胚和囊胚期細胞還未開始分化，所以應在此時期進行分割。(4)因受精卵早期的分裂速度很快，細胞來不及生長，下一次分裂就開始，所以形成的胚胎干細胞(ES或EK細胞)的特點是細胞體積小、細胞核大、核仁明顯。,答案(1)超數(shù)排卵沖卵胚胎移

13、植(2)只產生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎健康的體質和正常的繁殖能力(3)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期此時還未出現(xiàn)細胞分化(4)體積小、細胞核大、核仁明顯(5)胚胎移植技術可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度，迅速推廣新品種,【典例1】(2010溫州4月)下列有關胚胎工程的敘述，正確的是() A“試管動物”的生殖方式屬于無性生殖 B卵裂時期每一個細胞的體積比受精卵大 C通過胚胎移植技術可充分發(fā)揮良種母畜的繁殖潛力 D對某一胚胎的干細胞核移植，產生的動物中雄性和雌性的概率各占1/2,對應學生用書223頁,【解析】“試管動物”是通過體外受精，體內發(fā)育獲得的，屬于有性生殖。卵裂時期每一個細胞的體積比受精卵小。對某一胚

14、胎的干細胞核移植，產生的子代動物個體性別相同。 【答案】C,【典例2】(2010山東高考)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。,(1)從良種母牛采集的卵母細胞，都需要進行體外培養(yǎng)，其目的是_；從良種公牛采集的精子需_后才能進行受精作用。 (2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供_氣體以維持_。 (3)圖中過程A稱為_，它在胚胎工程中的意義在于_。 (4)研制能夠產生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應器，需將目的基因導入牛受精卵，最常用的導入方法是_；獲得轉基因母牛后，如果_即說明目的基因已經

15、表達。,【解析】(1)從良種母牛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。(2)動物細胞培養(yǎng)的條件之一是提供氣體環(huán)境：O2和CO2，前者的作用是維持細胞正常代謝，后者的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)圖中過程A是胚胎移植，意義是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(4)將目的基因導入動物細胞的常用方法是顯微注射法；獲得轉基因母牛后，若在其乳汁中含有人類白細胞介素，則說明目的基因得到了表達。 【答案】(1)使卵母細胞成熟(或：使卵母細胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有人類白細胞介素(或：牛乳腺細胞已合成人

16、類白細胞介素),【典例3】(2010濰坊質檢)2009年2月6日，美國首次批準了一種從轉基因山羊乳汁中提取的抗血栓藥物上市，下圖表示利用轉基因山羊生產抗血栓藥物的過程。請回答：,(1)為了使乳汁中含有抗血栓藥物，需要獲取僅在_細胞中特異性表達的基因啟動子，實現(xiàn)a過程常用的方法是_。 (2)b為_過程，依據(jù)的原理是_。 (3)為了獲得更多的轉基因山羊可對_時期的胚胎進行分割，囊胚期的內細胞團將來發(fā)育成胎兒的_。 (4)胚胎移植過程中，需對供、受體母羊進行_ 處理。在受體內能夠存活的生理學基礎是_。,【解析】本題考查了胚胎工程、基因工程、細胞全能性。a是將目的基因轉到動物細胞，采用的方法是顯微注射法。b是動物細胞培養(yǎng)，最終獲得胚胎