动物的胚胎发育和胚胎工程苏教版选修

第三章胚胎工程,第三章胚胎工程,第一节动物的胚胎发育和胚胎工程,第三章胚胎工程,学习导航1.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。(重点)2胚胎工程的原理和技术。(重难点),一、哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用1.精子的发生(1)场所：睾丸的_。(2)时间：_后。(3)方式：每个初级精母细胞经过减数分裂形成_个精细胞,再经过成熟过程形成精子。(4)营养：_提供营养。,曲细精管,性成熟,4,支持细胞,2.卵子的发生(1)场所：_。(2)时间：_被一层扁平的细胞所包围，形成_，其发育在动物出生后暂停，直至雌性动物_时才继续发育。,卵巢,初级卵母细胞,初级卵泡,性成熟,(3)方式：发育时经过_，形成一个几乎不含细胞质的第一极体和一个_。人类的次级卵母细胞停留在_中期，并从卵泡中排出。在完成_时,才完成减数分裂,形成一个大的卵子和一个小的_。,减数第一次分裂,次级卵母细胞,减数第二次分裂,受精作用,第二极体,3.受精作用(1)获能：指成熟的精子必须在雌性动物的_中经历一段时间才能获得受精能力。(2)获能物质：卵泡液、_分泌物、血清等液体。(3)步骤,生殖道,输卵管,第一步：精子的头部和卵细胞膜接触，2个细胞的_融合，精子的_进入卵细胞。_发生变化，阻止其他精子进入；激活次级卵母细胞继续完成_。第二步：卵子的细胞核与精子的_融合，形成一个单细胞受精卵。,细胞膜,头部,卵细胞膜,减数第二次分裂,细胞核,判一判(1)人的生殖细胞发生和形成都是在初情期以后()(2)不同的性原细胞发育成的性细胞不一定相同()(3)精子的获能就是精子的变形()(4)受精时，卵子首先发生顶体反应阻止多精入卵(),二、哺乳动物胚胎发育的基本过程1.概念：是指受精卵发育成_的过程(_的完成，标志着胚胎发育的开始)。2.过程：受精卵_囊胚_胚层分化胎儿。3.各个时期的特点(1)卵裂期：合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，这个过程叫卵裂。,幼体,受精过程,桑葚胚,原肠胚,(2)桑葚胚：进行卵裂的胚胎形成致密的细胞团，形似桑葚，叫桑葚胚。(3)囊胚：桑葚胚继续分裂，中间出现一个_，腔内充满液体。(4)原肠胚：囊胚内细胞团逐渐发育成_，胚盘细胞逐渐分化为三个胚层，分别是外胚层、中胚层和内胚层。中间的空腔是原肠腔.,囊胚腔,胚盘,三、胚胎工程的主要技术与应用1.体外受精技术体外受精的基本内容是人工模拟体内环境，包括营养、_、_等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子_，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。2.胚胎移植技术胚胎移植技术是指将_配种后,从其,温度,pH,获能,良种母畜,生殖道取出_，移植到生理状态相同的同种母畜体内，使之继续发育成为_的技术。3.胚胎分割技术是用_的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到_后代的技术。,受精卵或早期胚胎,新个体,显微手术,同卵双生或同多生,4.胚胎冷冻保存技术是将动物的_胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在_环境下。5.动物性别控制技术是指通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需_的后代的技术。,早期,超低温,性别,5.动物性别控制技术是指通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需_的后代的技术。想一想胚胎移植时为什么不能移植原肠胚？提示：原肠胚已经有胚层的分化，细胞的全能性比桑葚胚或囊胚内细胞团低，不容易表达。,性别,特别提醒(1)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的,而精子是从性成熟后开始的.(2)卵子发育过程中细胞质不均等分配，保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。,(2012盐城高二期末)下列不是精子、卵子发生的区别的是()A初级精母、卵母细胞的形成时间B成熟生殖细胞中染色体的数量C成熟生殖细胞是否经过变形DM 和M 的时间连续性,【思路点拨】精子与卵子发生的区别是场所、时间、过程的特点和结果。,【解析】初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是胎儿期完成的；精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的，卵子产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞，在精子和卵子的结合过程中完成减数第二次分,裂；精子需精细胞变形为蝌蚪状，卵子不需要变形，成熟的精子和卵子经过减数分裂形成，所含染色体数量都相当于亲本体细胞染色体数目的一半。【答案】B,变式训练1.哺乳动物的精子和卵子在发生上的重要区别是()A分裂方式不同B发生时间不同C形成子细胞的数目不同D发生过程不同,解析：选B。精子发生于动物性成熟以后。而卵细胞的初级卵泡发生于雌性动物的胚胎发育阶段，在出生后暂停发育，直至性成熟以后才继续发育，形成次级卵母细胞，如果不受精，它就会退化。如果完成受精作用，次级卵母细胞就会完成减数分裂，形成一个大的卵子和一个小的第二极体。,1.精子的成熟和获能(1)成熟场所：附睾。特征：精细胞变形为精子,实质：基因的选择性表达。(2)获能实质：获得受精能力。场所：雌性动物的生殖道。物质：卵泡液、输卵管的分泌物、血清等。2.卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。,3.受精过程(1)第一阶段：细胞膜融合。过程：精子获能精子穿过透明带精卵细胞膜结合。特征：顶体反应和透明带反应。(2)第二阶段：卵泡完成减数分裂。过程：透明带发生变化不再接受其他精子进入。,次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。在透明带和卵黄膜之间出现第二极体。特征：卵黄膜的封闭作用。(3)第三阶段：精卵核融合。4.早期胚胎发育的几个阶段(1)卵裂期概念：在透明带内进行的早期胚胎发育的时期称为卵裂期。,特点：细胞分裂为有丝分裂，细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积不增加,或略有缩小；有机物的总量减少,有机物的种类增加。(2)桑葚胚概念：当胚胎细胞数目达到32个左右时，形成的致密细胞团，形似桑葚的胚胎。特点：细胞排列紧密，属于全能干细胞。仍然在透明带内进行发育。,(3)囊胚细胞开始出现分化：分化为内细胞团、滋养层细胞。内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞发育成胎膜和胎盘。出现了空腔囊胚腔。孵化：随着囊胚的扩大，导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。,(4)原肠胚胚层的分化：内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。出现原肠腔。(5)胚层分化特别提醒(1)对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开,受精的标志是第二极体的形成,受精,完成的标志是精、卵两核融合形成受精卵。(2)卵子的细胞核和精子的细胞核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。(3)将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中,进行培养，才能使其成熟。(4)桑葚胚阶段前的每一个细胞和囊胚的内细胞团细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能干细胞。,如图为成熟精子的结构示意图，请据图完成下列问题。(内填号码),(1)图中顶体是由_发育来的，在受精作用时发生_反应，释放_，溶解卵泡细胞之间的物质和透明带。(2)由_演变而成，聚集许多_，这是与_相适应的。,(3)获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜完成受精作用，会产生_、_两次生理反应,阻止其他精子入内。【解析】本题考查精子的结构及其各结构之间的关系，注意结构为尾基部的线粒体鞘膜，其内聚集了很多线粒体，可为精子的运动提供能量。,【答案】(1)高尔基体顶体顶体酶(2)中心体线粒体尾部运动需要消耗大量能量(3)透明带反应卵黄膜封闭作用,变式训练2.(2012哈三中高二期中)关于胚胎发育下列叙述正确的是()A原肠胚在透明带内分化形成外胚层和内胚层B卵裂期胚胎细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加或略有缩小C桑葚胚时期胚胎内部出现了空腔D囊胚的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜,解析：选B。在透明带内的发育包括卵裂期和桑葚胚，孵化形成囊胚。囊胚开始出现了细胞分化，形成滋养层和内细胞团，中间的空腔是囊胚腔，滋养层细胞发育成胎盘和胎膜。囊胚继续发育成原肠胚，开始出现胚层分化。,1.体外受精技术(1)基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。,(2)操作对象：哺乳动物的精子和卵子。(3)操作目的：获得受精卵。(4)操作环境：生物体外试管中。2.胚胎移植技术(1)胚胎移植的基本过程,供、受体的选择：供体牛选择遗传性能和生产性能优秀的个体，而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力；供体牛一般为引进的优良个体，受体牛为本地牛。同期发情：指用性激素或促性腺激素处理供、受体动物，使供、受体生殖器官的生理变化处于同步状态，为胚胎移入受体提供相同的生理环境。,超数排卵：指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育，并排出多个具有受精能力的卵子的方法。实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。(2)胚胎移植的意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。加速品种改良。,特别提醒胚胎移植是胚胎工程最后一个环节。胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件的一致性相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受并继续发育，胚胎移植的实质为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。,3.胚胎分割技术(1)操作手段：用显微手术的方法(主要用到实体显微镜的显微操作仪)分割胚胎。(2)目的：同卵双生或同卵多生后代，提高胚胎的利用率。(3)特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。,(4)选择的胚胎：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。(5)分割注意事项：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,一定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。(6)意义：可为转基因技术、性别控制技术、家畜育种提供有价值的材料。,4.胚胎冷冻保存技术(1)对象：早期胚胎。(2)条件：超低温。(3)优点：保证胚胎移植不受时间和地域的限制。5.动物性别控制技术,(1)原理：家畜的性别是由性染色体决定的。(2)方法：分离X精子和Y精子；鉴别胚胎性别。(3)作用：有效控制家畜后代的性别比例。,下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A分割后的胚胎经体内或体外培养后移植给受体B胚胎培养是胚胎工程的最终技术C试管牛技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术D对供体和受体母牛同期发情处理的方法不同、结果也不同,【思路点拨】胚胎工程的技术包括体外受精、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术。围绕每个技术的原理、方法进行分析。,【解析】采用均等分割后的胚胎要经体内或体外培养后，才能移植给受体。胚胎工程技术的最后环节是胚胎移植。试管牛培育是胚胎工程的应用，主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等。对供体和受体母牛同期发情处理的方法不同，对供体母牛处理采用注射促性腺激素的方法，目的是超数排卵；对受体母牛的同期发情处理的方法是注射孕激素,目的是使子宫具有怀孕状态。【答案】B,变式训练3.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示.若要培育成功，下列叙述正确的是(),A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内,解析：选A。对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母山羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。,试管牛与克隆牛 【例题】 (2012扬州高二月考)英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，这一方法被称之为“克隆”，以下四项与此方法在本质上最相近的是(),A将猴的早期胚胎分割后，分别植入两只母猴的子宫内，最终发育成两只一样的猴B将人的抗病毒基因嫁接到玉米DNA分子上，培育出具有抗病毒能力的玉米新品种C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D将牛的精子与卵细胞在体外受精