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专题三胚胎工程考纲点击热点提示1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ2.胚胎干细胞的移植Ⅰ3.胚胎工程的应用Ⅱ1.胚胎发育的基本过程与胚胎移植的时机2.胚胎干细胞的特点及其实践应用3.胚胎移植的生理基础及基本程序一、体内受精和早期胚胎发育1．哺乳动物精子的发生(1)时期：从直到生殖机能衰退。(2)场所：睾丸的曲细精管。初情期(3)过程①阶段一：初级精母细胞的形成精原细胞――→有丝分裂两个细胞――→有丝分裂多个初级精母细胞②阶段二：精子细胞形成③阶段三：变形2．卵子的发生(1)时期：卵泡的形成和储备是在胎儿期，排卵是在哺乳动物进入初情期开始。(2)场所：和输卵管。卵巢(3)过程：雌性动物卵巢内的卵原细胞――→有丝分裂多个卵原细胞――→演变初级卵母细胞3．受精(1)准备阶段①精子在雌性动物生殖道中获能。②卵母细胞在输卵管内发育到。(2)受精场所：输卵管内。减数第二次分裂中期(3)过程①精子通过发生，溶解卵丘细胞之间的物质并将透明带溶出一条孔道，从而使精子先后穿过放射冠和。②精子在触及卵黄膜的瞬间，透明带发生透明带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障。③精子入卵后，卵黄膜立即发生拒绝其他精子进入卵的生理反应叫，这是防止多精入卵的第二道屏障。顶体反应透明带卵黄膜封闭作用④精子入卵后变化：a.精子尾部脱离，原核膜解体形成比原细胞核大的；b.次级卵母细胞完成，形成雌原核；c.最后两核经充分发育相互融合，形成。雄原核减数第二次分裂合子二、体外受精和早期胚胎培养(一)体外受精1．精子的采集方法有(1)假阴道法。(2)手握法。(3)电刺激法。2．精子的获能处理(1)培养法。(2)化学诱导法。3．卵母细胞采集(1)向动物注射激素，使其超数排卵，然后从输卵管中冲出，可直接受精。(2)从废弃的卵巢中采集。(3)从活体的卵巢中采集。4．体外受精：获能的精子与的卵子可在相应溶液中完成受精过程。促性腺培养成熟(二)早期胚胎的培养1．培养液成分巧记两“盐”：无机盐和有机盐两“素”：和激素两“酸”：氨基酸和另有水、血清等2．用于胚胎移植的胚胎一般在原肠胚以前。维生素核苷酸(三)胚胎移植1．生理学基础(1)同种动物排卵后，生殖器官的生理变化是相同的，为移入的胚胎提供了相同的生理环境。(2)早期胚胎处于状态，为胚胎收集提供了可能。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其不受影响。游离遗传特性2．基本程序(以牛为例)(1)选择供、受体牛，注射激素，进行。(2)注射促性腺激素，供体超数排卵。(3)对供体人工授精或配种。(4)胚胎的收集：用特制的装置将胚胎冲出，也叫冲卵。(5)对胚胎检查，合格后或向受体移植或液氮保存。(6)胚胎移植。(7)对受体牛进行妊娠检查。(8)受体母牛产下胚胎移植的犊牛。同期发情处理3．胚胎移植中供体职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎，受体职能：完成妊娠和育仔任务。(四)胚胎分割(1)需要的主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。(2)对囊胚进行分割时要注意将进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(3)用胚胎分割增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。内细胞团(五)胚胎干细胞1．来源：由早期胚胎即囊胚期的内细胞团或原始性腺中分离出来。2．特点(1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能上：具有发育的全能性。(3)体外培养：可以增殖而不分化。一、体内受精和早期胚胎发育1．受精作用的过程(1)受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。(2)受精阶段第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。2．胚胎发育过程【特别提醒】卵子是否受精的标志是第二极体的形成，(即在透明带和卵黄膜间隙观察到两个极体)，而受精完成的标志是雌雄原核融合成含二倍染色体的合子。1．2010年，英国“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹获得了诺贝尔生理学和医学奖。下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述，不．正确的是()A．过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量B．过程②在培养细胞的培养液中就可以完成C．过程③的培养液中应该添加动物血清D．过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥解析：在完成过程②之前，需要将采集的精子放在人工合成的获能液中培养一段时间，完成精子的获能。获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。答案：B2．下列说法正确的是()A．卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化B．原肠胚细胞属于全能细胞C．囊胚腔先于原肠腔出现D．桑椹胚开始进行分化解析：早期胚胎发育阶段顺序是：卵裂期形成早期胚胎，桑椹胚、囊胚、原肠胚，桑椹胚前的细胞属于全能细胞，囊胚期细胞分化，出现囊胚腔，进一步发育而分化，分化后形成原肠胚，出现原肠腔。因此只有C项正确。要正确记忆胚胎发育各阶段的先后顺序和特点。答案：C二、体外受精和早期胚胎培养1．胚胎工程中胚胎的早期培养(1)精子与卵细胞在体外受精后，移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液成分盐类：无机盐和有机盐营养物质：氨基酸、核苷酸调节物质：维生素、激素特有物质：动物血清(3)胚胎去向向受体移植冷冻保存2．胚胎移植(1)胚胎移植的实质胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。(2)胚胎移植成功的保障(生理学基础)第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。【特别提醒】①胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。②作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良的品种。③胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。3．胚胎分割(1)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)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。(3)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。3．下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：(1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有：________________________________________________________。(2)在基因工程中，我们称②为__________，在②进入③之前要用____________________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是____________________________。(3)图中①一般经__________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的去核卵细胞为受体，而不用普通的体细胞，原因是________________________________________________________。(4)从A—D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法____________________________，把⑤送入⑥的最佳时期是____________________________。(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和__________最相似，为什么？____________________________，如果②的数量太少常用__________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③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，这类的转基因动物被称为__________。答案：(1)核移植技术、动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养(2)目的基因限制酶、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，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性(4)C桑椹胚和囊胚(5)荷斯坦奶牛因为个体⑦的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息PCR技术XX转基因克隆动物(6)节约资源、降低成本等乳腺生物反应器