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第二节胚胎工程核心要点突破情景导引基础自主梳理知能过关演练第二节情景导引你知道“试管婴儿”吗？世界首例试管婴儿于1978年7月25日在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易丝·布朗(见右图)。全世界的新闻媒体都把聚焦的镜头瞄准了她，因为她有一个特殊的称谓：“试管婴儿”。现已成为母亲的路易丝，过着正常人的普通生活。思考：(1)试管婴儿是从试管里培育出来的吗？(2)试管婴儿属于无性生殖吗？【提示】(1)不是。(2)属于有性生殖。基础自主梳理一、胚胎工程1．含义：通常指________操作技术。2．研究对象：主要限定于____________，特别是哺乳动物。3．研究的重点内容：体外受精、____________、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等。各种胚胎高等脊椎动物胚胎体外培养二、体外受精和胚胎体外培养1．体外受精(1)含义：采集雌性动物的______和雄性动物的精子，使其在试管中受精。(2)过程①精子的采集及获能：从附睾中取出成熟的精子，并放入培养液中培养，使其达到____状态。卵细胞获能②卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经________处理后，用穿刺针吸取卵泡液(连同卵母细胞)取出，然后在体外进行人工培养，促进其成熟。③受精：__________和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。超数排卵获能的精子思考感悟1．精子获能是指精子获得能量。对吗？【提示】不对。指获得受精的能力。2．胚胎体外培养(1)含义：指应用人工创造的环境，对获取的________进行体外培养。(2)条件：必须配制一系列____________________，用以培养不同发育时期的胚胎。早期胚胎含有不同成分的培养液三、胚胎移植1．含义：指将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经____处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到________的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。激素同期发情2．基本过程四、胚胎分割1．含义指借助________技术将早期胚胎切割成______，再移植到代孕母子宫中发育，产生________后代的技术。2．优点：可________________，是一种快速繁殖良种畜的方法。显微操作几等份成倍增加胚胎数量同卵多仔3．过程思考感悟2．胚胎分割的次数越多，产生的新个体越多。对吗？【提示】不对。次数不能太多，否则由于切割时的损伤或营养物质过少，细胞不能发育。五、胚胎干细胞(ES细胞)1．含义：当受精卵分裂发育成早期胚胎(囊胚)时，________的细胞。2．特点：是一种未分化细胞，具有__________和二倍体核型。3．培养(1)关键：需要一种________，既能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制胚胎干细胞的分化。内细胞团发育全能性培养体系(2)流程4．胚胎干细胞核移植含义：指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过______、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。胚激活核心要点突破体外受精1．含义：指哺乳动物的精子和卵细胞在体外人工控制的环境中完成受精的过程。2．基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使卵细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。3．具体需要技术(1)卵母细胞的采集和培养。(2)精子的采集和获能。(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞结合。关于牛体外受精胚胎工厂化生产的叙述正确的是()A．精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宫B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中形成受精卵C．成熟卵细胞与获能的精子相遇形成受精卵需培养到一定阶段才可移植D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行例1【解析】卵细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到囊胚阶段才能移植，移植入母体后继续发育形成幼体产出。【答案】C【互动探究】(1)试管婴儿的受精、发育都是在体外进行的吗？(2)动物胚胎培养液的成分是怎样的？【提示】(1)体外受精，体内发育。(2)见“探规寻律”。【探规寻律】动物胚胎培养液成分与动物细胞培养液成分比较项目动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子共有成分血清1．胚胎移植的概念分析对于胚胎移植的概念，可从以下几个方面掌握：(1)胚胎的来源①雌性动物体内的早期胚胎。②通过体外受精和早期胚胎培养得到的。③其他方式，如通过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到的。胚胎移植(2)对受体的要求①同一物种。②与供体处于相同的生理状态。③雌性动物。(3)胚胎的移植方法：手术法和非手术法两种。(4)在胚胎工程中所处的位置：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(5)实质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。2．胚胎移植的基本程序可以以牛胚胎移植为例，把胚胎移植的基本程序用流程图形式表示出来。3．胚胎移植的生理学基础(1)供体与受体相同的生理环境：哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。(2)早期胚胎处于游离状态：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。(3)受体对外来胚胎的认可：大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)供体胚胎与受体正常联系的建立：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。特别提醒不同动物胚胎移植时间不同(1)桑椹胚阶段、囊胚阶段：牛、羊。(2)8或16细胞胚阶段：小鼠、家兔。(3)4细胞胚阶段：试管婴儿。下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是()A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C．超数排卵技术要使用一定的激素D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成例2【尝试解答】__D__【解析】胚胎移植的操作对象是早期胚胎；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理；试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行。【探规寻律】胚胎移植成功与否的两个条件：(1)同种(物种)动物之间进行。(2)供、受体生理状态相同。①发情时间一致。②移入受体子宫的位置与其在供体内的位置相同或相似。跟踪训练关于ES细胞的应用的叙述，错误的是()A．可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病B．在体外诱导分化可培育出人造组织器官C．是研究体外细胞分化的理想材料D．不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病解析：选D。ES细胞分化程度低，具有发育成完整个体的潜能。可用于体外诱导分化，可培育出各种组织器官，治疗细胞坏死、功能异常等引起的疾病。1．胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆生物的无性繁殖方式统称为克隆。就胚胎分割技术本身而言，是将同一胚胎分割成几部分，借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式，因此，也属于动物克隆的一种方法。胚胎分割2．具体操作——以二分胚胎的分割和移植为例用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小。3．注意事项具体操作时，要注意将内细胞团均等分割。否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。特别提醒胚胎分割选择的胚胎是桑椹胚或囊胚，因为此时细胞处于未分化状态，是全能细胞，注意分割时应将内细胞团均等分割，而不是将胚胎均等分割。关于胚胎分割移植，以下说法不正确的是()A．胚胎分割移植可产生基因型相同的新个体B．在理论上胚胎分割次数越多产生新个体越多C．胚胎分割移植属于有性生殖D．胚胎分割若在囊胚期，内细胞团要均等分割，否则不易成功例3【尝试解答】___C___【解析】胚胎分割移植产生基因型相同的后代，属于克隆，是无性生殖。【互动探究】(1)一般来说，胚胎分割能选择在原肠胚阶段吗？(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？【提示】(1)不能。(2)若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。【易误警示】误区表现错解归因正确观点胚胎分割属于有性生殖据被分割胚胎的来源理解所致胚胎分割的生殖性质不是依据被分割胚胎的来源确定的，而是依据分割成的胚胎和被分割胚胎的关系确定的。由被分割胚胎到分割成的胚胎应为无性生殖