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知识网络构建专题三、胚胎工程•一、精子与卵子发生的比较•二、受精作用与胚胎发育•1．受精作用的过程•(1)受精前的准备阶段：学.科.网zxxk.•精子获能：•卵子的准备：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。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：第二步：•第三步：•第四步：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。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。原核形成。雄原核形成和雌原核形成配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。精子和卵子的发生及受精作用1.精子的发生中两次减数分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的，减数第一次分裂在卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第二极体。当原核融合时，第一极体完成分裂，形成2个第二极体。有的哺乳动物的第一极体不再分裂。2.受精的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为雌原核的融合。二、早期胚胎发育1.过程：2.图示学.科.网zxxk.受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚1.胚胎发育的起点受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。2.桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。3.囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞——发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞——发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。•1．下列不是精子发生与卵子发生区别的是()•A．初级精母、卵母细胞的形成时间•B．MⅠ和MⅡ的时间的连续性•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•【答案】D学.科.网zxxk.下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是()A.雌性动物排卵后遇精子即完成受精B.胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达C.动物卵子形成过程始于初情期后D.动物的个体发育过程是：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体【答案】B高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程，下列有关叙述错误的是()A.题图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，①②③依次称之为透明带、滋养层、内细胞团B.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期→幼体，其中，最关键的时期是原肠胚期C.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束D.进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行【答案】D•2．关于受精过程的叙述错误的是()•A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠•B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障•C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵•D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂•【答案】A•3．(2009年重庆市联合诊断)下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是()•A．雌性动物排卵后遇精子即完成受精•B．胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达•C．动物卵细胞形成过程始于初情期后•D．动物的个体发育过程是：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体学.科.网zxxk.•【答案】B•三、胚胎工程•1．试管动物生产流程(体外受精)（冲卵）•2．克隆动物的培育流程3、胚胎移植基本操作程序(以牛为例)：•3．胚胎移植的理论基础及操作过程•理论基础•(1)胚胎移入受体的生理基础：哺乳动物发情后，生殖器官的生理变化相同。•(2)胚胎收集的理论基础：早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系。•(3)胚胎在受体内存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。•(4)胚胎在受体内正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系，但遗传特性不受影响。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。4.冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。(与体外受精不同)5.胚胎移植培育流程中有两次使用激素，第一次使用孕激素是对供、受体进行同期发情处理；第二次使用促性腺激素用于供体的超数排卵。•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•【答案】C试管动物与克隆动物试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术实例试管牛多利羊过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质与供体基本相同意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等胚胎干细胞一、种类类别来源或举例特点全能干细胞桑椹胚或囊胚及以前能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞分离能分化出动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)骨髓干细胞、皮肤生发层细胞能分化出特定的组织是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞（万用细胞、干什么都成的细胞）二、特点形态方面：体积小、细胞核大、核仁明显功能方面：具有全能性体外培养：可以冷冻保存，也可以进行遗传改造三、应用前景：ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。1.ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。2.培育成人造组织器官，用于器官移植。3.对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。4.ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。胚胎干细胞的主要用途1.将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物，操作流程如下：2.基因敲除，获得移植器官。3.培育出人造组织器官，用于器官移植。4.改良创造动物新品种。【例3】(2010·安庆四校联考)某婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可能通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是()A.用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物【答案】C1.胚胎干细胞是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。2.利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。3.随着组织工程技术的发展，通过胚胎干细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。(2010·江苏高考·T17)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β－淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β－淀粉蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是()A.胚胎移植技术B.胚胎干细胞技术C.单克隆抗体技术D.基因治疗技术【答案】A•(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。•(2)图中分化程度最低的干细胞是________。在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。囊胚原始性腺细胞胚胎干细胞分化诱导•(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________的结果。•(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的________细胞移植到患者体内。选择性表达造血干•(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________，其原因是______________________________。•(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。•(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用______________细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌___________的杂交瘤细胞。红细胞成熟的红细胞中无细胞核间效应B淋巴•特异性抗体•(2010年广东省珠海市第二次调研)请分析回答下列问题：•“试管婴儿”是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到一定时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成的胎儿。“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答：•(1)在体外受精时，精子首先要进行________处理，卵细胞则要培养到________________(时期)才能与精子结合。获能减数分裂第二次分裂中期•(2)“试管婴儿”的形成用到的生物技术有________(填序号)。•①体外培养②体外受精③胚胎移植④核移植•(3)采用______________技术，能得到“同卵双胞胎”，用这种方式诞生的双胞胎，其性别________。这种技术一般采用发育良好、形态正常的___________。对胚胎进行分割时，要特别注意将________均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。①②③胚胎分割移植相同桑椹胚或囊胚内细胞团•(4)试管婴儿技术作为现代生物技术，它和母亲正常怀孕、生产的过程的不同之处是_______________________________________________________________•(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_________________________________。•(6)早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，还可应用于___________________________等领域。试管婴儿是“体外受精”形成的受精卵，初步发育后再进行“胚胎移植”的产物可能破坏人类正常的性别比例，违反伦理道德•治疗人类的某些疾病(如老年痴呆症、糖尿病等)(或ES细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于器官移植、研究体外细胞分化等)•(2009年江苏卷)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()•A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加•B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割•C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点•D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取•【答案】D