选修三专题3胚胎工程.ppt

一、体内受精和早期胚胎发育 1精子的发生 (1)场所：睾丸的 。 (2)时间： 生殖机能衰退。 (3)过程,曲细精管,初情期,精原细胞,精子细胞,精子细胞的变形,2卵子的发生 (1)场所： 。 (2)时期： 。 (3)过程,卵巢,胚时期和初情期后,3受精作用 (1)概念：精子与卵细胞结合形成合子的过程。 (2)场所：雌性的 。 (3)受精过程 精子获能：刚排出的精子，必须在雌性动物生殖道内发 生一定的生理反应，而获得 的现象。 卵子的准备：动物排出的卵子都要在输卵管内达到减数 第二次裂的 ，才具备受精的能力。 受精阶段：主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵 黄膜， 的形成和配子结合。,输卵管,受精能力,中期,原核,4胚胎发育,胎膜和胎盘,内细胞团,二、体外受精和早期胚胎培养 1体外受精 (1)卵母细胞的采集和培养 对于小型实验动物，常采用 ，使其排 出更多的卵子。,促性腺激素处理,培养,化学诱导,(3)受精： 的精子和培养成熟的卵子发生作用形成受精卵。,获能,对于大型动物或大家畜，如牛，一般从已屠宰或活体母畜的 中采取。,卵巢,2胚胎的早期培养 (1)培养液成分：无机盐、 、维生素、激素、 、 核苷酸、血清等。 (2)胚胎去向 受体移植：不同动物胚胎移植时间 。 冷冻保存。,有机盐,氨基酸,不同,三、胚胎工程的应用及前景 1胚胎移植 (1)概念：将雌性动物的 ，或通过 及其他方 式得到的胚胎，移植到 的生理状态 的其他雌性动 物体内，使之继续发育成为新个体的技术。 (2)地位：胚胎移植是胎胚工程其他技术的 “工序”。 (3)材料：发育良好，形态正常的 或 。 (4)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。,早期胚胎,体外受精,同种,相同,最后一道,桑椹胚,囊胚,(5)生理基础,移入：动物发情排卵后，同种动物的供、受 体生殖器官的生理变化是 收集：早期胚胎处于 状态 存活：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不 发生 反应 遗传性：供体胚胎的遗传特性在孕育过 程中 影响,相同的,游离,免疫排斥,不受任何,(6)基本程序：对供、受体的 和处理配种或人工授精 对胚胎的 检查、培养或保存胚胎移植检查,收集,选择,2胚胎分割 (1)概念：采用 方法将胚胎分割成2等份、4等份或8等 份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)定位：动物 繁殖或 的方法之一。 (3)材料：发育良好，形态正常的 或 。 3胚胎干细胞 (1)来源：是由 或 中分离出来一类细胞。,机械,无性,克隆,桑椹胚,囊胚,早期胚胎,原始性腺,全能,遗传,移植,细胞分化,示例1 下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答： ( ),(1)方法和方法均用到的生物技术有_和_。 (2)用激素处理的目的是使B牛_，从B牛体内获得的 卵子需要培养到_(时期)才能与精子结合。 (3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后， 才能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫 _。卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙 能够观察到_。 (4)生产上常用_期的胚胎进行胚胎移植。若希望同 时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用_技 术。,解析 图示方法中为利用体外受精和胚胎移植的方法培育试管牛，为克隆牛技术，两者均用到动物细胞培养和胚胎移植技术；进行体外受精前，要用促性腺激素处理促使B牛超数排卵，采集卵子后，应培养到减数第二次分裂中期；精子在受精前要经过获能过程，受精后卵子即可完成分裂进程，排出第二极体，所以在透明带和卵黄膜的间隙中可以看到两个极体；为保证移植胚胎的成活率，应在囊胚期或桑椹胚期移植，经胚胎分割还可获得多个性状相同的个体。,答案 (1)动物细胞培养 胚胎移植 (2)超数排卵 减数第二次分裂中期 (3)精子获能 两个极体 (4)桑椹胚(或囊胚) 胚胎分割,1卵细胞只允许同种单个精子完成受精的保障 (1)同种生物精卵结合的保障 卵细胞透明带上存在精子的特异识别受体，只允许同种生物的 精子与卵细胞结合。 (2)防止多精入卵的保障 单个精子穿过透明带，触及卵黄膜的瞬间引发透明带反应， 透明带蛋白质变性成为较坚韧的一层，阻止其他精子进入，这 是防止多精入卵的第一道屏障。 单个精子穿过卵黄膜入卵后，立即引发卵黄膜的封闭作用， 拒绝其他精子再进入卵细胞，这是防止多精入卵的第二道屏障。,(3)受精的标志和受精完成的标志 受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。 受精完成的标志：雌、雄原核的融合。 2体外受精 (1)卵母细胞的采集和培养 实验动物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素处理，使其 排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获 能的精子在体外受精。 大家畜或大型动物：从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵 母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取，然后在体外进行 人工培养成熟后，才能与获能精子受精。,(2)精子的采集和获能 收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。 精子体外获能的方法：主要有培养法(啮齿动物、家兔、 猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用 化学药物诱导精子获能)。 (3)体外受精 获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶 液中完成受精过程。,1关于受精过程的叙述错误的是 ( ) A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带 进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C精子与卵黄膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂,解析：哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核的形成和结合。获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精子进入透明带。精子与卵黄膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成。,答案：A,2采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与 获能的精子受精，以下原因不正确的是 ( ) A卵子在输卵管中也要经历类似精子获能的过程 B动物排出的卵子成熟程度不同 C体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟 D冲出的卵子还需培养一段时间由小变大,.,解析：冲出的卵子还不算成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力，在此之前，也要经历类似精子获能的处理。,答案：D,示例2 如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：,(1)写出各个阶段的名称： A_，B_，C_。,(2)写出图中各标号的名称： 2_，4_，5_，7_， 8_。 (3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现 _，C时期开始出现_。 (4)2将来发育成_。 (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只能由一个精 子和卵子结合的生理基础是_、_。,解析 本题考查受精和动物的胚胎发育等知识以及识图、填图能力。 (1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。 (2)图B中1是滋养层细胞，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。 (3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团细胞；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层和中胚层。 (4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。 (5)受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障。,答案 (1)桑椹胚 囊胚 原肠胚 (2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)全能 细胞分化 胚层分化 (4)胎儿的各种组织 (5)透明带反应 卵黄膜封闭作用,1早期胚胎发育注意的问题 (1)起点是受精卵分裂，在输卵管内完成受精作用时即已开 始，直至发育成为成熟的胎儿。 (2)卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎 总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分 裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。 (3)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎 分割的最佳时期。,(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性 仍很高，也可用于胚胎分割。 (5)原肠胚的特点：个体发育中分化能力最强，细胞已分化形 成外、中、内三个胚层。 (6)个体发育过程中从桑椹胚阶段开始初步分化，分化出内细 胞团和滋养层细胞。 2早期胚胎的界定：一般指可用于移植的胚胎，在原肠胚 之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。,3胚胎早期培养液成分：与动物细胞培养液成分基本相 同，除盐类、营养成分和调节物质外，还需要血清， 两者都是液体培养基。,3(2011南京模拟)有关海星原肠胚的叙述中，不正确的是 ( ) A原肠胚已分化成三个胚层 B原肠胚形成过程中DNA总量增加 C原肠胚的发育是基因选择性表达的结果 D原肠胚形成过程中所含的有机物总量增加,.,解析：原肠胚的特征是具有三个胚层，有缩小的囊胚腔，有原肠腔。原肠胚的形成过程中伴随着细胞分裂，细胞数目增多，所以随着细胞分裂，DNA总量增加。原肠胚发育形成各种组织和器官，这是细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达。在胚胎早期发育过程中，营养全部来自卵黄，无法从外界获得，随着生命活动消耗的增加，有机物的总量减少。,答案：D,4关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是 ( ) A桑椹胚的各细胞结构功能基本相同 B囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的 D囊胚期细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差 异，而是转录水平上的差异引起的,解析：细胞分化并非遗传物质的改变，而是基因选择性表达的结果，即转录水平上的调控。,答案：C,.,示例3 随着科学技术的发展，人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图回答：,(1)在此过程中涉及细胞水平的现代生物技术手段主要有 _。 (2)在基因工程中，我们称为_，在进入之前要 用_ 等工具来构建基因表达载体，能实现进入的常用方法 是_。 (3)图中一般经_处理可以得到，从到的 过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体，而不用 普通的体细胞，原因是_。,(4)下列AD中表示到过程中正确的操作方法的是 _。 (5)是的后代，那么的遗传性状和_(填或) 最相似，原因是_。 如果的数量太少，常用_来扩增。要实现批量 生产血清白蛋白，则要求的性染色体是_，利用 该方法得到的动物叫做_。,(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，前者的优越 性在于_。 (7)和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物， 这类转基因动物被称为_。,解析 基因工程的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体，要将目的基因导入动物细胞常采用的方法是显微注射法。动物细胞培养时要用胰蛋白酶处理使组织中的各个细胞分散开来，之所以采用卵细胞作为受体细胞，这是因为卵细胞大、易操作、分化程度低，含有促使细胞表达全能性的物质，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性。胚胎分割是将内细胞团等分成几等份。克隆牛与提供细胞核的个体性状最相似。要从乳汁中获取血清白蛋白，则该牛应该是产乳汁的雌牛，其性染色体是XX，这样通过导入目的基因的方法获得的动物叫转基因克隆动物。与工厂化生产药物相比，用转基因克隆动物生产药物的优越性在于节约资源、降低成本等。,答案 (1)核移植技术、动物细胞培养 (2)目的基因 限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体 显微注射法 (3)胰蛋白酶 卵细胞大、易操作、分化程度低，含有促使细胞表达全能性的物质，所以体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性 (4)C (5) 因为个体的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，只是为胚胎发育提供营养和场所，并没有获得的遗传信息 PCR技术 XX 转基因克隆动物 (6)节约资源、降低成本等(其他合理答案也可) (7)乳腺生物反应器,胚胎分割 (1)所需仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。 (2)基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚， 移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进 行分割。 (3)囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后 胚胎的恢复和进一步发育。 (4)意义：加快繁殖速度。,5(2011徐州模拟)下图为经过体外受精和胚胎分割移植培 育优质奶牛的过程，请回答下列问题：,(1)A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。 (2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。 (3)指的是_。 (4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。 (5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。 (6)受体母牛必须和供体牛属于_。,解析：将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵然后经过体外培养形成早期胚胎。为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,答案：(1)(次级)卵母细胞 获能 (2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔 (4)具有相同的遗传物质 (5)胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 (6)同一物种,示例 如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题。,(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是 _技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为 前者是_，后者是_。 (2)一般用_激素对供体母牛做超数排卵处理。 (3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机 盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以 及_等物质。 (4)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可