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选修3专题3胚胎工程考点点拨：第1课时一、相关知识（一）基本概念体内受精、减数分裂、精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞、精子、原生质滴；受精、精子获能、透明带反应、卵黄膜封闭作用、雄原核；胚胎发育、卵裂、桑椹胚、囊胚、囊胚腔、原肠胚、原肠腔、内胚层、滋养层细胞、孵化、胎膜胎盘。（二）知识网络二、疑难解析1．哺乳动物精子和卵子发生的相似点和不同点相似之处：哺乳动物精原细胞和卵原细胞都通过细胞的有丝分裂来产生初级精母细胞和初级卵母细胞，通过有丝分裂不断增加初级精母细胞和初级卵母细胞的数量；再分别经过两次减数分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之处：由一个初级精母细胞分裂最后可产生四个精子；一个初级卵母细胞最后只能生成一个卵子。精细胞有变形的过程，精子的形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。2．精子在雌性生殖道内的获能，防止多精入卵的两道防线的形成机制精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道精子卵子的发生受精产生场所：精巢或卵巢精子发生过程：精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精子细胞→精子概念：场所：雌性动物的输卵管中过程：精子获能→卵子准备→受精阶段（精子穿越放射冠和透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子结合胚胎发育卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚：出现不同胚层的分化（外胚层、内胚层）、出现原肠腔场所：透明带特点：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。概念：特点：该阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能特点：此时细胞开始出现分化变化：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在精子和卵子受精过程中，当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜时，卵子发出指令（信号），阻止后续的精子进入透明带的一种生理反应，叫透明带反应。它是受精过程中，防止多精入卵继而造成多精子受精的第一道屏障。当第一个精子进入卵黄膜后，会立即引起卵黄膜的紧缩、增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精，也叫做多精子入卵阻滞，是防止多精子受精的第二道屏障。多精子入卵的结果将形成多个雄原核与一个雌原核融合完成受精，产生多倍体受精卵，属异常受精现象，意味着受精的失败，不能继续发育和产生后代。3．卵原细胞与卵母细胞卵原细胞即原始生殖卵细胞。在人类，卵原细胞的增殖期到胚胎发育结束时已完成，因此，女性生殖周期中能够分化成卵的所有卵原细胞在诞生时就已形成。将在卵子发生过程中进行减数分裂的卵原细胞称为卵母细胞。分为初级卵母细胞、次级卵母细胞和成熟的卵母细胞，它们分别是经过一次、两次和三次减数分裂的产物。4．哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点桑椹胚的细胞数在32个左右，细胞排列致密，形似桑椹，由具有发育全能性的细胞构成。囊胚则出现细胞分化，聚集于一端个体较大的细胞为内细胞团（ICM），将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。三考点例析例1(2001年广东高考题)如图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。其中正确的是：A．①②B．①③C．②④D．③④解析：蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，DNA的总量将逐渐增多；又因为细胞分裂所需营养物质全部来自卵黄，因此分裂所产生的细胞体积越来越小。由于生命活动对有机物的消耗，有机物的数量会越来越少。答案：A例2（1996年上海高考题）高等动物胚胎发育过程中的一个重要的阶段是原肠胚的形成，其主要特点是：A．有囊胚腔、原肠腔和神经板B．有囊胚腔、原肠腔和神经管C．有外胚层、中胚层、内胚层和肠腔D．有外胚层、中胚层、内胚层和原肠腔解析：原肠胚的特点是：形成原肠腔，分化出三个胚层。答案：D考点点拨：第2课时一、相关知识（一）基本概念体外授精、假阴道法、手握法、仿生学、假台畜；胚胎移植、供体、受体；胚胎分割、DNA总量每个细胞体积所有细胞体积之和有机物总量时间时间时间时间①②③④实体显微镜、显微操作仪；胚胎干细胞。（二）知识网络二、疑难解析1．干细胞（1）胚胎干细胞（ES细胞）当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（InnerCellMass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年MartinEvans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高似一浪（2）多能干细胞有诸多理由可说明多能干细胞对科学和人类健康的进展的重要性。最基本的，多能干细胞可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件。该项工作的首要目标是，确定参与导致细体外受精胚胎的早期培养胚胎工程的应用卵母细胞的采集精子的获取受精——获能的精子和培养成熟的卵子，一般都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程采集的方法：用促性腺激素处理；从屠宰场采集。采集后的处理：在体外经人工培养成熟采集的方法：假阴道法、手握法、电刺激法精子获能处理的方法：培养法和化学诱导法胚胎移植的现状和意义胚胎移植的生理学基础胚胎移植的基本程序概念需要的仪器胚胎分割的要求具体操作胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞胞特化的决定因素。虽然我们已知基因的启动和关闭是该进程的核心，但我们对这些“决定”基因以及使之启动或关闭的因素知之甚少。人类最严重的医学难题，如癌症和先天缺陷就是因异常的细胞特化和细胞分化所导致。如果能更好地了解正常细胞的分化发育过程，从而能更深刻地理解其中的基本错误，了解这些致死疾病的成因。人体多能干细胞研究也能大大地改变研制药品和进行安全性实验的方法。例如，新的药物/治疗方法可以先用人类细胞系进行实验，如目前的癌细胞系就是为了这种实验而建立的。多能干细胞则使更多类型的细胞实验成为可能。这不会取代在整个动物和人体身上进行实验，但这会使药品研制的过程更为有效。只有当细胞系实验表明药品是安全的，并有好的效果时，才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验。也许人体多能干细胞最为深远的潜在用途是生产细胞和组织，它们可用于所谓的“细胞疗法”。许多疾病及功能失调往往是由于细胞功能障碍或组织破坏所致。如今，一些捐赠的器官和组织常常用以取代生病的或遭破坏的组织。遗憾的是，受这些疾病折磨的病人数量远远超过了可供移植的器官数量。多能干细胞经刺激后可发展为特化的细胞，使替代细胞和组织来源的更新成为可能，从而可用于治疗无数的疾病、身体不适状况和残疾，包括帕金森氏病、Alzheimer’s病（痴呆症）、脊髓损伤、中风、烧伤、心脏病、糖尿病、骨关节炎和类风湿性关节炎。几乎没有一个医学领域是这项发明没有涉及到的，举其中两例说明如下：①健康心肌细胞的移植可为慢性心脏病病人提供新的希望，这些病人的心脏已无法正常跳动。这种希望在于，从人体多能干细胞中发育出心肌细胞，并移植到逐渐衰退的心脏肌肉，以便增加衰退的心脏功能。在小鼠和其它动物身上进行的初期工作已表明，植入心脏的健康心肌细胞成功地进驻心脏，并与宿主细胞一起工作。这些实验表明这种类型的移植是切实可行的。②在许多患有I型糖尿病的人身上，特异的胰腺细胞，即胰岛细胞的生成胰岛素的功能遭到破坏。已有证据表明，移植完整的胰腺或分离的胰岛细胞可减少胰岛素的注射量。人体多能干细胞中分化胰岛细胞系可用于糖尿病研究，最终可用于移植。2．试管婴儿试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外授精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育4-6天，形成胚胎。然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内种植、发育，最后降生人世的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面课题，有不可估量的积极作用。试管婴儿又名体外授精后胚胎移植。也就是借助内窥镜或在B超指引下，从患有不孕症妇女的卵巢取出成熟的卵子，和精子一起放入试管内或培养皿中，先体外培养70小时左右，使卵受精并发育形成胚胎，然后再借助于内窥镜将之送到未来母亲的子宫内，使之逐步发育成胎儿，也就是经过取卵——受精——植入三步曲，最终还是在母体子宫内发育成熟的，而所用的精子、卵子,或两者均可用夫妇双方的或者是他人提供的。试管婴儿的成功率约为10%～30%三考点例析例1（2001年上海高考题）胚胎移植技术目前应用于A解决某些不孕症的生育问题B治疗某些遗传病C提高家畜的繁殖力D提高动物的抗病力解析：胚胎移植技术主要是从母体取出卵细胞，在体外进行人工授精、培养，当胚胎发育到一定时期，再将胚胎移植到米提子宫内继续发育成胎儿的技术。胚胎工程技术应用于人类解决了某些不孕症的生育问题，应用于家畜，则为了提高家畜的繁殖力。答案：AC例2（2003年上海高考题）“试管婴儿”技术属于：A胚胎移植B组织培养C克隆技术D基因工程解析：从试管婴儿的产生过程来看，试管婴儿是体外受精并发育成早期胚胎，然后将早期胚胎通过胚胎移植移入母体的子宫内，遗传物质来源与普通婴儿一样，也是来自于父母双方的有性生殖细胞。答案：A四自我检测1．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．MI和MII的时间连续性C．成熟生殖细胞是否经过变形D．成熟生殖细胞中染色体数量2．受精过程的顺序为①第一次卵裂开始②释放第二极体③顶体反应④穿越透明带⑤雌、雄原核的形成⑥核膜消失，雌、雄原核融合A．①②③④⑤⑥B．③②④⑤⑥①C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①3．下列说法不正确的是（）A．胚胎工程技术包括胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术B．试管牛的培育过程属于克隆过程C．提供胚胎的个体成为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程4．下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（）A．对供体、受体要进行选择B．要用激素对供体进行超数排卵处理C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D．胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法5．关于精子变形的叙述错误的是（）A．细胞核变为精子头部的主要部分B．高尔基体发育为头部的顶体C．中心体演变为精子的尾D．线粒体退化消失6．下列说法正确的是（）A．从动物体内获得的精子不能直接与卵细胞结合完成受精作用B．体外受精的胚胎必须培养到桑椹胚才可以移植到母体内C．胚胎移植可以移植到其他任意动物体内D．同卵双生是由于1个卵子与2个精子完成