专题胚胎工程.ppt

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1、专题3 胚胎工程,一、体内受精和早期胚胎发育,1胚胎工程的概念,早期胚胎,对动物_或配子所进行的多种显微操作和处理技 术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。 2精子和卵子的发生 (1)精子的发生,1)场所：睾丸的_。,曲细精管,2)时间：_生殖机能衰退。,初情期,(2)卵子的发生,卵巢,1)场所：_、输卵管。 2)时间：_。 3受精作用 (1)场所：输卵管。 (2)过程 1)准备阶段：精子获能、卵子的准备。,2)受精阶段,透明带反应,卵黄膜封闭作用,顶体反应(穿越放射冠)_(屏障 1)(穿越透 明带)_( 屏障 2)( 进入卵黄膜)原核形 成，配子结合成受精卵。,始于性别分

2、化后(胚胎时期),4胚胎发育,桑椹胚,原肠胚,受精卵卵裂_囊胚( 内细胞团)_ 组织器官的分化。 1.成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具,备受精能力。(,),2排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排,出。(,),二、体外受精和早期胚胎培养,1体外受精,超数排卵,(1) 卵 母 细 胞 的 采 集 和 培 养 ： 用 促 性 腺 激 素 进 行 _、借助超声波探测仪、内窥镜等从活体动物卵巢 中吸取卵母细胞。 (2)精子的采集和获能 1)采集：假阴道法、手握法、电刺激法。,2)获能：_、化学诱导法。,培养法,(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子发生作用。,2早期胚胎培养,发

3、育培养液,将受精卵移入_中，发育到适宜阶段，将,其取出向受体移植或冷冻保存备用。,受精卵,原肠胚,1.个体发育的起点是_，终点是性成熟的个体。 2细胞分化贯穿于整个个体发育的过程中，_阶段 是个体发育中分化程度最高的阶段。,三、胚胎工程的应用和前景,1胚胎移植,生理状态,(1)概念 将雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到 的胚胎，移植到同种的、_相同的其他雌性动物的 体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (3)生理基础 1)动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生,殖器官的生理变化是_。 2)早期胚胎处于_。,游离状态,相同的,3

4、)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_,_。,免疫排斥,不受任何影响,4)供体胚胎的遗传特性在孕育过程中_。 (4)基本程序：对供、受体的选择和处理配种或人工授精 对胚胎的收集检查、培养或保存胚胎移植检查。,2胚胎分割,机械,桑椹胚或囊胚,(1)概念：采用_方法将早期胚胎分割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。 (3)材料：发育良好、形态正常的_。,反应,3胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞),(1)来源：早期胚胎或原始性腺。,全能性,(2)特点：体积小、核大、核仁明显；具有发育的_ (可分化成任何组织)；在体外培养

5、条件下可以增殖而不分化。 (3)应用：治疗人类的某些顽症、培育移植用人造组织器官、 研究体外细胞分化等。 胚胎分割的份数越多，操作技术的难度会越大，移植,的成功率也越低。(,),考点,精子、卵子的发生,1比较,续表,2.特点分析 (1)哺乳动物精子发生的主要特点 精子的变形过程,细胞核,精子头的主要部分,精子(包括 头、颈、尾),高尔基体头部的顶体 精子细胞 中心体 精子的尾 线粒体 精子尾基部的线粒体鞘 其他物质原生质滴(最后脱落) 动物精子的大小与动物体型的大小无关。,(2)哺乳动物卵子发生的主要特点,初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生,一个次级卵母细胞和一个第一极体。,当精

6、子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分,裂形成卵细胞和第二极体。,卵细胞具有只允许同种单个精子完成受精的保障 a第一道屏障：透明带反应。,b第二道屏障：卵黄膜封闭作用。 (3)受精的标志和受精完成的标志,受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。 受精完成的标志：雌、雄原核的融合。,),【典例1】下列不是精子、卵子发生过程的区别的是( A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 BM和 M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的数量,解题思路初级精母细胞的形成是在雄性动物初情期开始 后，由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞的形成是在胎儿 期完成的。精子的产生在

7、M和 M是连续的，而卵细胞的产 生通过 M形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才 完成 M。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。 成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体 细胞一半的染色体数目。,答案D,考点对应练,1关于高等动物受精作用的叙述，错误的是(,),D,A受精作用发生在输卵管 B精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂 C精子细胞膜与卵子细胞膜融合体现了细胞膜的结构特 点 D精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵 解析：顶体反应是使卵丘细胞之间的物质溶解，便于精子 进入，而防止多精入卵的有透明带反应和卵黄膜封闭作用。,考点,个体发育的过程

8、,1早期胚胎的发育,(1)早期胚胎发育所经历的几个重要阶段,(2)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，,这些细胞都是全能细胞。,囊胚出现了细胞分化，聚集于一端、个体较大的细胞为 内细胞团，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。,2胚后发育,(1)直接发育：幼体的身体长大，生殖器官成熟，形成成体。 (2)变态发育：幼体在发育过程中，形态结构和生活习性在 短时间内发生显著的变化，形成成体。如蛙、昆虫等。,3影响发育的因素 (1)内因：遗传信息。,(2)外因：环境(温度、水、

9、氧气、营养等)。,【典例2】(2011 年浙江联考)有科学家在实验室里实现了 “将人体的卵细胞培育成囊胚”的实验，则在以下推测中，有,可能正确的是,(,),如果该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全,相同 1/2,如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为 如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的,二倍体,如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概,率会大大增加,A,B,C,D,解题思路卵细胞是生殖细胞，培育成囊胚再发育成成体， 其含有发育成人的一整套遗传信息，但遗传特性和母本不完全 相同，且不会出现男性性别；该囊胚只含一组染色体组，发育 成的个体是单倍体，由于没有其等位基

10、因，所以该个体患遗传 病的概率会大大增加，当将该囊胚染色体加倍后则得到纯合二 倍体。,答案D,考点对应练 2(2011 年温州联考)下列有关生物工程的,叙述，错误的是(,),D,A进行胚胎移植时，可选用图中 所示时期的胚胎或卵裂球或桑椹胚 B高等动物的胚胎发育是指从受精卵发育到幼体的过程 C图中是胚胎发育过程中囊胚示意图，其中为内细胞 团细胞，具有发育全能性 D进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行 解析：进行胚胎分割时，应选择囊胚期或桑椹胚期的胚胎 进行。,考点,早期胚胎培养和胚胎移植,1胚胎工程中早期胚胎的培养 (1)培养液成分：除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维 生素、激素、氨基酸、

11、核苷酸和血清等物质。 (2)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 置的转换，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,供、受体生殖器官的生理变化是相同的。,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。,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。,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

12、受任何影响。,(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)胚胎分割,材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 囊胚期分割的要求：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。,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。,1影响胚胎移植成功率的两个重要条件,(1)要在同种动物之间进行移植。这里的“同种”是指“同,一物种”。,(2)供、受体生理状态要相同,供、受体母畜的发情时间一致。,胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同,或相似。,2胚胎移植的时间,(1)不同动物其胚胎移植的时间不同。

13、,(2)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹,胚前；人胚胎可在 816 个细胞阶段移植。,(3)几乎所有动物不能在原肠胚阶段移植，因为此时分化程,度高，移植成功率很低。 3胚胎分割的时间及原因,(1)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎,分割的最佳时期。,(2)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能,性仍很高，也可用于胚胎分割。,【典例3】(2011 年宁波统考)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超数排卵时不需要激素处理母畜 D试管婴儿的受精过程在试管内完成 解题思路

14、受孕母畜体内的早期胚胎处于游离状态，不与 母体建立组织上的联系，所以能够移植；受体母畜只有处于与 供体母畜同步发情的状态，供、受体生殖器官的生理变化才相 同；超数排卵时需要用促性腺激素来处理母畜；试管婴儿的受 精和早期胚胎发育在试管内完成，之后再进行胚胎移植。 答案C,考点对应练 3早期胚胎培养是指将雌性动物的早期胚胎，或通过体外 受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的,其他雌性动物的体内。以下说法不正确的是(,),A这里说的“同种”是指“同一物种” B加拿大荷斯坦奶牛的胚胎移植给我国黄牛，可以成功 地生出荷斯坦奶牛 C同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功 D不管是

15、否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的,解析：哺乳动物在发情排卵后，生殖器官的生理状态会发 生相适应的变化。因此，在选择好了供、受体牛后，要用激素 处理，使它们同期发情，为供体的胚胎植入受体提供相同的生 理环境。 答案：D,考点,胚胎干细胞的移植,1胚胎干细胞的特性 (1)形态：体积小、细胞核大、核仁明显。 (2)功能：具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何 一种组织细胞。 (3)在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行 冷冻保存，也可进行遗传改造。,2胚胎干细胞的主要用途,(1)可用于研究哺乳动物个体的发生和发育规律。 (2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。,(3)可以

16、用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、少年,糖尿病等。,(4)利用其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。 (5)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。,【典例4】科学家研究发现，从怀孕妇女子宫内的羊水中 发现的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨 骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是,(,),A这个实验证明了干细胞具有全能性 B从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色 体组成不一样 C这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是

17、细胞分裂与 分化的结果 D这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞， 将有助于更多的医学用途,解题思路羊水中的干细胞属于胚胎干细胞，将发育成整 个个体。干细胞与其他体细胞一样都来自于受精卵的有丝分裂， 所含的染色体一样。,答案B,考点对应练 4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,A移植用的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚 B滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期 C胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁不明显等特 点 D卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 解析：桑椹胚或囊胚的细胞可用于胚胎移植。,1(2012 年东莞调研)下列有关生物工程的叙述，不正确的,是(,

18、),A基因工程的核心步骤是构建基因表达载体 B蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其 功能 C克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎 移植等技术 D牛胚胎发育的历程是：受精卵桑椹胚囊胚原肠 胚幼体,解析：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生 物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋 白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。,答案：B,2(2011 年广东)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管,动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有(,),D,转基因,核移植,体外受精,体细胞克隆,胚,胎移植,A,B,C,D,解析：试管动物技术的核心环节就是体外受精、早期胚胎

19、培养、胚胎移植。,3(2011 年中山统考)下列有关胚胎工程的叙述，正确的是,(,),C,A囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形 成受精卵 C成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养 到一定阶段才可移植 D哺乳动物早期胚胎在一定时间内与母体子宫建立组织 上的联系，便于胚胎的存活 解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，其遗传物质没 有发生突变；卵母细胞应立即与精子共同放入培养液培养并且 获能才能形成受精卵。,4(2011 年梅州模拟)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶,牛的主要步骤。下列叙述正确的是(,),A,AA 细胞不一定是受精卵细胞

20、B胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，需移植到发 情的母牛子宫内发育 C两个胚胎具有不同遗传物质 D图中 a 过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 解析：胚胎分割也可选择发育好、形态正常的桑椹胚或囊 胚进行分割。,5(2011 年佛山二模双选)我国科学家培育“荧光猪”的技 术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理，匹配正确,的是(,),CD,A农杆菌转化法 B体外受精 C有丝分裂 D胚胎移植 解析：A 是显微注射法，B 是核移植。,6(2011 年广州二模)肝脏是机体物质代谢的主要场所，请,回答：,内环境稳态,(1)肝脏对大部分激素具有灭活和降解作用，此作用有助于 机体维持_，从而保证机体正常的

21、生命活动。 (2)慢性肝病患者的肝细胞膜上的胰岛素受体数目减少，导 致患者血糖浓度升高，其主要原因是_ _。血糖浓度升高使机体的细胞外液渗透压升,抗利尿激素,高，从而刺激垂体释放_。,肝细胞摄取葡萄糖减慢，,肝糖原合成减少,(3)肝脏内多种免疫细胞受神经支配，神经末梢释放的_,_能调节这些细胞的免疫效应。,神经,(4)下图表示利用细胞工程技术治疗肝病患者的流程图。请 回答下列问题。,递质,图中的细胞甲应是取自_(填“患者父母”、“患者” 或“患者的兄弟姐妹”)的正常体细胞；早期胚胎细胞的分裂方 式是_。胚胎干细胞可以分化为成年个体的任何一种 组织细胞的原因是_。 图中 a、b 所涉及的生物工程技术分别是_ _。,患者,有丝分裂,(胚胎干细胞)具有(发育的)全能性,核移植(细胞核,移植)、早期胚胎培养,