選修三知識點(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，由卵丘細胞( 卵泡細胞 ) 形成1、胚胎工程的概念：是指對動物早期胚胎或配子 所進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、胚胎干細胞培養(yǎng)（5）受精的標(biāo)志是 在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體 ；而受精完成的標(biāo)志為 雌雄原核等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的 胚胎，還需移植的融合 。到雌性動物體內(nèi) 生產(chǎn)后代，以滿足人類

2、的各種需求。2、動物胚胎發(fā)育的基本過程2、精子和卵子的發(fā)生（1）受精場所是母體的 輸卵管 。（2）卵裂期：特點：細胞 有絲分裂，細胞數(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：胚胎細胞數(shù)目達到32 個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。（4）囊胚：特點：細胞開始出現(xiàn)分化（該時期細胞的 全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為 內(nèi)細胞團 ，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列，個體比較小的細胞，稱為滋養(yǎng)層細胞 ，將來發(fā)育成 胎膜和胎盤 。中間的空腔稱為 囊胚腔 。（5）原腸胚：特點：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) 卵母細胞的采集和培養(yǎng)：（1）哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，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)生場所、過程及結(jié)果也不相同。第三種方法：借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢 中吸取卵母細胞。采集的（2）精子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細精管內(nèi)進行的。卵子的發(fā)生中兩卵母細胞，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)生一個次級卵母細胞和第一極(2) 精子的采集和獲能體，進入輸卵管，在 與精子的結(jié)合過程中 完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個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，第一極體完成分裂，形成2 個第二極體。有的哺乳動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）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，但與動

5、物的體型大小 無關(guān)。物誘導(dǎo)精子獲能 ) 。（4）哺乳動物卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系(3)體外受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。學(xué)習(xí)必備歡迎下載哺乳動物體外受精過程示意圖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，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸 等營養(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，可將其取出向 受體移植或冷凍保存 。不同動物胚胎移植的時間不同。 ( 牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚 階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物

6、可在 更早的階段 移植，人的體外受精胚胎可在 816 個細胞階段移植。 )（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物的早期胚胎，或者 通過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 其它雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為 “供體” ，接受胚胎的個體稱為 “受體” 。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種。）地位：如 轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精 等任何一項生物工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術(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)良個體的繁殖能力 。(3) 生理學(xué)基礎(chǔ)：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、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 。受體對移入子宮的外來胚胎不發(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 在孕育過程中不受影響。(4) 基本程序主要包括：對供、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。并用激素進行 同期發(fā)情處

8、理 ，用促性腺激素 對供體母牛做 超數(shù)排卵 處理。配種或人工授精。對胚胎的收集、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 ( 也叫沖卵 ) 。對胚胎進行 質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(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。對胚胎進行移植：包括手術(shù)法和 非手術(shù)法。移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠 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：來自同一胚胎的后代具有

9、 相同的遺傳物質(zhì)，屬于 無性繁殖。(3) 主要儀器： 實體顯微鏡 和顯微操作儀(4) 操作過程：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 或分割刀進行分割。對囊胚階段的胚胎分割時，要將 內(nèi)細胞團均等 分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育 。3、胚胎干細胞（1）哺乳動物的胚胎干細胞簡稱 ES或 EK細胞，是由 早期胚胎或從原始性腺 中分離出來。（2）具有胚胎細胞 的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為 體積小，細胞核 大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性 ，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生 分化，可進行 冷凍

10、保存，也可進行 遺傳改造 。（3）胚胎干細胞的主要用途是：可用于研究哺乳動物 個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律 ；是在體外條件下研究 細胞分化 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，就可以誘導(dǎo) ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示 細胞分化和細胞凋亡的機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 新的組織細胞 的特性，移植 ES細胞可使 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 ES細胞體外誘導(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，在進入之前要用等工具來構(gòu)建基因表達載體，能實現(xiàn)進入的常用方法是。(3) 圖中一般經(jīng)處理可以得到，從到的過程中一般利用未受精的去核卵細胞為受體，而不用普通的體細胞，原因是_ 。(4)從AD 中選出到的過程中正確的操作方法，把送入的最佳時期是。(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，常用來擴增。要實現(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)基因羊可通過分泌乳汁來生產(chǎn)人類

12、所需藥物，這樣的轉(zhuǎn)基因動物被稱為。答案： (1) 核移植技術(shù)、動物細胞培養(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)胰蛋白酶卵細胞大， 易操作， 體細胞的細胞核在卵細胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性(4)C 桑椹胚和囊胚(5)荷斯坦奶牛因為個體的核遺傳物質(zhì)大部分來自荷斯坦奶牛，只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所，并沒有獲得的遺傳信息PCR 技術(shù) XX 轉(zhuǎn)基因克隆動物(6)節(jié)約資源、降低成本等乳腺生物反應(yīng)器2長期以來，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，近年來發(fā)展起來的細胞工程和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機，請據(jù)圖完成下列問題：(1)

13、 在試管牛和克隆羊的培育過程中都必須用到的生物技術(shù)有_ 、 _( 至少寫出兩(1) 在此工程過程中涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有_ 。項 )。學(xué)習(xí)必備歡迎下載(2)和受精有關(guān)的過程有：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€基本操作步驟是其正確的順序為 _( 填序號 )。_ 、基因表達載體的構(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期的有_ ；圖中標(biāo)號 3 為 _，它將來可發(fā)育為汁中含有人干擾素，則所

14、構(gòu)建的基因表達載體必須包括：某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動子、胎膜和胚盤。_ 、 _、 _ 和復(fù)制原點等。將該基因表達載體導(dǎo)入受體細胞所采(4)動物的早期胚胎移植到同種且_ 與供體相同的動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(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，其原因是活細胞膜達載體應(yīng)導(dǎo)入的受體細胞是_(受精卵、乳腺細胞 ) 。_ 。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細胞目的基因的檢測與鑒定人干擾素基因( 或目的基因 )答案： (1)動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植、卵母細胞的采集技術(shù)終止子標(biāo)記基因顯微注射法受精卵(2)(3)D 、 E 滋養(yǎng)層細胞5克隆羊的成功轟動世界，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題，(4)生理狀態(tài)對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性但同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。下圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用，請據(jù)圖回答：(5) 雌性或雄性 (不能確定 ) 白面綿羊 因為克隆羊多利的細胞核來自于白面綿羊，生物體的性狀主要是由細胞核

16、基因控制的3下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程。請回答下列問題：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有_和_ 等。(1)在進行體外受精前要對精子進行_ 處理。(2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述，正確的有_。(2)進行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到_時期的胚進行操作。通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個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 不同動物胚胎移植的時間不同，人的胚胎移植最好在原腸胚時期進行答案： (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)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與原型動物相同，這說明_具有全能性，早期胚胎發(fā)育在 _ 階段以前的細胞是全能細胞。4請回答胚胎工程和基因工程方面的問題：(4)使用培養(yǎng)基進行胚胎干細胞培養(yǎng)時，通常要加入_等天然成分， 除了保證被培養(yǎng)細胞處于無菌、(1) 應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管?！?。試管牛的培育需經(jīng)過體外受精、_ 、無毒及氧氣充足的環(huán)境中，還需要保證細胞生活所需的_等。_ 以