胚胎工程導(dǎo)學(xué)案

1、第三章胚胎工程第一節(jié)動(dòng)物的胚胎發(fā)育和胚胎工程A)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1簡述哺乳動(dòng)物的精子和卵子的發(fā)生過程（2、說出受精作用的概念（A）3、簡述哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程（A）4、簡述動(dòng)物早期胚胎培養(yǎng)常用的方法及其基本原理（A）5、說出胚胎移植技術(shù)的概念及其應(yīng)用（A）【知識梳理】一、哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的發(fā)生和受精作用1精子的發(fā)生（1 ）場所：睪丸的曲細(xì)精管（2）時(shí)間：從初情期開始，直到生殖機(jī)能衰退（3）過程 第一階段一一初級精母細(xì)胞的形成：位于曲細(xì)精管壁的精原細(xì)胞先分裂為兩個(gè)細(xì)胞，然后進(jìn)行數(shù)次有絲分裂，產(chǎn)生多個(gè)初級精母細(xì)胞。 第二階段一一精子細(xì)胞的形成：一個(gè)初級精母細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行兩次分裂（即減數(shù)分裂）Ml產(chǎn)

2、生兩個(gè)次級精母細(xì)胞，MH共產(chǎn)生4個(gè)精子細(xì)胞。第三階段一一精子細(xì)胞經(jīng)過變形為精子：發(fā)育 為頭部的頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈玻渌镔|(zhì)濃 縮為球狀，叫原生質(zhì)滴?！纠}1】有關(guān)精子的發(fā)生，錯(cuò)誤的是（A.經(jīng)過減數(shù)分裂，產(chǎn)生初級精母細(xì)胞B.C.D.細(xì)胞核變?yōu)榫拥念^主要部分，高爾基體線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘。同時(shí)初級精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生兩個(gè)次級精母細(xì)胞 兩個(gè)次級精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個(gè)精子細(xì)胞 產(chǎn)生的精子細(xì)胞經(jīng)過變形，形成精子【例題2】以下對精子形成過程的說法，不正確的是（）A.精子細(xì)胞中的細(xì)胞核變?yōu)榫宇^的主要部分B.高爾基體發(fā)育為頭部的頂體C.線粒體聚集在尾的基部形成線粒

3、體鞘膜D.細(xì)胞內(nèi)的其它物質(zhì)濃縮為球體，叫做原生質(zhì)滴。原生質(zhì)滴中存在中心體2、卵子的發(fā)生（1） 場所：卵巢（2）時(shí)間：從 時(shí)期開始（胎兒時(shí)期完成了 的形成和在卵巢內(nèi)的儲備）（3） 過程.V卵原細(xì)胞T初級卵母細(xì)胞1個(gè)初級卵母細(xì)胞T 1個(gè)次級卵母細(xì)胞+第一極體（排卵前后完成）1個(gè)次級卵母細(xì)胞T 1個(gè)卵子+第二極體（過 程中完成）【例3】哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在哪個(gè)時(shí)期完成的（A.出生前B.出生后至性成熟C.性成熟時(shí)期D性成熟以后【例4排卵時(shí)，細(xì)胞處于的時(shí)期是（）A.卵原細(xì)胞B.初級卵母細(xì)胞C.成熟卵細(xì)胞D.初級卵母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞3.受精作用（1）概念：卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成

4、為受精卵（即合子）的過程。（2）場所：輸卵管中（3）過程 準(zhǔn)備階段I精子的獲能。剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。（卵泡液、輸卵管分泌物、血清等液體可使精子獲能。） 準(zhǔn)備階段n卵子的準(zhǔn)備，動(dòng)物排出的可能是次級卵母細(xì)胞，也可能是初級卵母細(xì)胞，都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，才具備與精子受精的能力。 受精階段：受精過程主要包括精子穿越放射冠和透明帶、進(jìn)入卵黃膜、原核形成和配子結(jié)合。精子與卵子相遇，首先發(fā)生頂體反應(yīng)，精子穿過放射冠，接觸透明帶，穿過透明帶，接觸卵黃膜。多精入卵受精 的第一道屏障是透明帶，第二道屏障是卵

5、黃膜。精子入卵后另一變化：尾部脫離，兩組染色體合為一組，形成一個(gè)含二 倍染色體的合子，也就是受精卵。【注意】1、受精標(biāo)志：第二極體的形成；受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合成合子。2、防止多精入卵受精的兩道屏障屏障一：透明帶反應(yīng)。當(dāng)精子越過放射冠，進(jìn)入透明帶并接觸卵黃膜的瞬間，卵子發(fā)出指令（信號），產(chǎn)生阻止后續(xù)的精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)。屏障二：卵黃膜封閉作用。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入卵黃膜后，會立即引起卵黃膜的緊縮、增厚，產(chǎn)生阻止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)與 卵子結(jié)合受精的生理反應(yīng)，也叫做多精子入卵阻滯。3、受精作用的結(jié)果：使單倍體的精子和卵子結(jié)合形成二倍體的受精卵，染色體數(shù)目恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目，其中一 半染色體來

6、自父方，另一半來自母方。3、減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。二、哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程1 '概念：是指受精卵發(fā)育成幼體的過程。（受精過程的完成，標(biāo)志著胚胎發(fā)育的開始。）2、過程受精卵T卵裂T桑根胚T囊胚T原腸胚T胚層分化T胎兒3、各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)（1）卵裂期：合子形成后即在輸卵內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，這個(gè)過程叫卵裂。其特點(diǎn)是：細(xì)胞分裂為有絲分裂，細(xì)胞的數(shù)量增加，但胚胎的總體積不增加或略有縮小，因此每個(gè)細(xì)胞的體積會隨分裂的進(jìn)行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。（2） 桑植胚：當(dāng)胚胎數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密

7、的細(xì)胞團(tuán)，形似桑松，叫桑根胚。這一階段前的每一個(gè)細(xì) 胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能干細(xì)胞。(3)囊胚：桑植胚繼續(xù)分裂，中間出現(xiàn)一個(gè)腔，腔內(nèi)充滿液體，稱為囊胚。a.細(xì)胞出現(xiàn)分化一一內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。b.出現(xiàn)囊胚腔，是胚胎內(nèi)部一個(gè)含有液體的囊腔。c.發(fā)生孵化，即囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從中伸展出來。(4 )原腸胚：特點(diǎn)：一孔：胚孔；兩腔：擴(kuò)大生原腸腔，縮小的囊胚腔；三胚層：外胚層：由內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層細(xì)胞形 成；中胚層：由內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的部分表層細(xì)胞和部分下方的細(xì)胞共同形成；內(nèi)胚層：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)下層的細(xì)胞形成。三、胚胎工程的主要技術(shù)

8、與應(yīng)用胚胎工程是對動(dòng)物生殖細(xì)胞、受精卵和早期胚胎細(xì)胞所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，由體外受精技術(shù)、胚胎移 植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)、胚胎冷凍保存技術(shù)和性別控制技術(shù)等組成的現(xiàn)代生物技術(shù)。胚胎發(fā)育學(xué)是胚胎工程的理論基礎(chǔ)。 1體外受精技術(shù)(1)概念：是指哺乳動(dòng)物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。(屬有性生殖過程)(2) 基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級卵母細(xì)胞成熟，同時(shí)使精子獲能，最終完 成受精作用，并有計(jì)劃地保存胚胎等。(3)操作一一卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)對體型小的動(dòng)物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子(可直接受精)；對體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞(要

9、在體外培養(yǎng)成熟)。體外受精技術(shù)是哺乳動(dòng)物胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和性別控制技術(shù)不可缺少的組成部分。【例5】我國首例“虎獅獸” 2002年在南京紅山動(dòng)物園誕生。它是利用了雄虎的精子和雌獅的卵子進(jìn)行“體外受精”而產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是()A.在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵黃膜便于精子進(jìn)入C.抽取精子、卵子的細(xì)胞核進(jìn)行融合D.精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵2、早期胚胎培養(yǎng)(1)培養(yǎng)液成分哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)成分一般都比較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核甘酸等營養(yǎng)成分以及血清等物質(zhì)。 (2)培養(yǎng)過程 精子與卵子在體外受精后，應(yīng)

10、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。 當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存?！菊f明】不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑根胚階段或囊胚階段才進(jìn)行移植，小鼠和家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在4個(gè)細(xì)胞階段移植?！纠?胚胎早期培養(yǎng)需要用液體培養(yǎng)基，此培養(yǎng)液的成分是()A水、無機(jī)鹽、維生素、激素、有機(jī)鹽、氨基酸、核甘酸、血清等B.蔗糖、水、無機(jī)鹽、維生素、激素C.蔗糖、水、無機(jī)鹽、氨基酸、核甘酸、血清D.水、無機(jī)鹽、維生素、有機(jī)鹽、淀粉等3、胚胎移植技術(shù)(1)概念：將雌性動(dòng)物的早期胚胎移植到同種的、

11、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。（2）優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。（3 ）胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的（對供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理）。 早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能。受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。（4）胚胎移植的程序： 對供、受體母牛進(jìn)行選擇，用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。 對供體母牛用激素（促性腺激素）做超數(shù)排卵處理。 選擇同種優(yōu)秀公牛配種（有性生殖過程）。 對胚胎進(jìn)行收集（此時(shí)胚胎處于游離狀態(tài)）。 對胚

12、胎進(jìn)行質(zhì)量檢查（此時(shí)胚胎應(yīng)發(fā)育到桑根胚或囊胚） 胚胎移植（或冷凍保存）。檢查受體母牛是否受孕。產(chǎn)下胚胎移植的犢牛。【例7】下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精即早期卵裂過程在試管中進(jìn)行4、胚胎分割技術(shù)（1 ）概念：用顯微手術(shù)方法將早期胚胎切割成2、4、8等份，經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以獲得同卵雙生或同卵 多生后代的技術(shù)可看作是動(dòng)物無性繁殖或克隆。（2）基本過程：選擇良好的桑植胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透 明

13、帶中或直接移植給受體。（注意：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，否則會影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育） 5、胚胎冷凍保存技術(shù)（1 ）概念：將動(dòng)物的早期胚胎，通過特殊的保護(hù)劑和降溫措施，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。（2）優(yōu)勢：可以使胚胎移植不受時(shí)間和地域的限制，簡化引種過程。6、動(dòng)物性別控制技術(shù)指通過人為干預(yù)，使動(dòng)物按照人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術(shù)。【基礎(chǔ)檢測】1.關(guān)于哺乳動(dòng)物減數(shù)分裂及受精作用的說法正確的是（）A.經(jīng)減數(shù)分裂形成成熟的精子和卵子后，才能完成受精作用形成受精卵B.次級卵母細(xì)胞只有與精子結(jié)合后，才能完成減數(shù)第二次分裂C.精子在睪丸內(nèi)成熟和獲能后，才能與卵子結(jié)合D.精子獲能的本質(zhì)就是使已經(jīng)成熟的

14、精子獲得與卵子結(jié)合所需的足夠的能量2.透明帶反應(yīng)發(fā)生在什么時(shí)候（）A.排卵時(shí)B.精子與放射冠接觸時(shí)C.頂體釋放水解酶后D.精子接觸卵黃膜時(shí)3.在受精過程中（）精子必須發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜卵細(xì)胞恢復(fù)并很快完成了第一次成熟分裂精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌原核透明帶反應(yīng)防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生A B.C.D.4.發(fā)展試管動(dòng)物技術(shù)具有重要意義，下列關(guān)于這方面敘述錯(cuò)誤的（）A.試管動(dòng)物技術(shù)可解決動(dòng)物生育率低的問題B.試管動(dòng)物技術(shù)可以更多、更有效地利用動(dòng)物卵細(xì)胞C.試管動(dòng)物技術(shù)可以通過普通家畜繁育良種家畜D.試管動(dòng)物技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)家畜的快速繁殖5

15、.下列在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是（）A.對供體和受體要進(jìn)行選擇B.要用激素對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種6牛胚胎移植的基本程序如下圖，請據(jù)圖回答：（1）圖中a、b、c過程分別是指、°（2） 供體牛的主要職能是；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(shí)期（4） 從哺乳動(dòng)物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞。這類細(xì)胞的形態(tài)特征有。7.英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)約翰伯恩教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組2008年4月1日宣布，他們已從人的皮膚細(xì)胞中提取出細(xì)胞核，然后將其植

16、入幾乎被完全剔除了遺傳信息的牛卵細(xì)胞或兔卵細(xì)胞中，從而培育出半人半獸混合 胚胎（如圖所示）。該胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已含有32個(gè)細(xì)胞，研究人員希望它能繼續(xù)生長到六天，再從胚胎中取出干細(xì)胞供醫(yī)學(xué)研究使用。$#U1»K（1）有人擔(dān)心此項(xiàng)研究會培育出“牛頭人身”式的怪物，而生物學(xué)家認(rèn)為不可能，支持生物學(xué)家的理由是,肛舫干詢遇塾桐鉀需？而筋（2 ）混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的，只有不到1娓牛的，這1舶勺?；蛭挥冢?）通過對母牛注射 激素，可獲得更多的牛卵母細(xì)胞。哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，是由 分離出來的一類細(xì)胞。早期胚胎的培養(yǎng)液成分較復(fù)雜， 除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核甘酸等營養(yǎng)成分，以及等物質(zhì)。（4）如果想同時(shí)得到多頭基因型相同的“重組動(dòng)物”，可通過技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。但應(yīng)選擇發(fā)育到桑根胚或囊胚時(shí)期的早期胚胎進(jìn)行操作，在對囊胚期胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注