2013版高中生物全程复习方略配套课件（中图版）：选修3.1.3胚胎工程.ppt

1、第三章胚胎工程受精过程及早期胚胎发育1.受精(1)场所：输卵管上段。(2)过程：精卵识别。精子头部进入卵细胞。精核和卵核融合。2.早期胚胎的发育明确早期胚胎发育所经历的几个重要阶段，掌握各个阶段的特点。图示如下：受精卵全能细胞原肠作用器官形成幼体受精卵卵裂特点：细胞分裂方式是有丝分裂，细胞数目不断增加，但胚胎的总体积基本不变内细胞团外部细胞囊胚腔原肠腔2细胞期4细胞期16细胞期8细胞期囊胚原肠胚【高考警示钟】不同动物胚胎移植的时间不一样，如牛、羊的胚胎要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在816个细胞阶段移植。胚胎移

2、植和胚胎分割1.胚胎移植(1)实质：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。用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精胚胎的收集（冲胚）冲胚后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到囊胚阶段，并培养或保存胚胎移植对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛(2)过程：(3)成功的保障(生理学基础)：第一，供、受体哺乳动物发情后，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

3、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。2.胚胎分割(1)实质：胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术，因在分割过程中不存在两性细胞的结合，故属于无性繁殖。(2)要点：材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。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。过程图解：(3)优点：可成倍增加胚胎数量，是一种

4、快速繁殖种畜的方法。【高考警示钟】1.胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。2.同期发情处理用的是雌性激素，超数排卵处理用促性腺激素。3.试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性状与核供体相同。胚胎发育【典例训练1】(2012济南模拟)控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。根据以上信息回答下列相关问题：根据以上信息回答下列相关问题：(1)图中过程是通常采用_技术，在这个过程中

5、_的精子与卵细胞结合形成受精卵，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的_。(2)过程中受精卵培养发育至_时期，再经_到代孕母牛，从而获得后代。(3)若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用_技术。(4)动物“生物反应器”是转基因动物技术中最诱人的部分之一，例如，将人胰岛素基因导入母牛的体内，并使之在乳腺中特异性表达出人胰岛素。在培育转人胰岛素基因奶牛过程中，常选用的受体细胞是_，导入目的基因常用的方法是_。【解题指南】1.知识储备：体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、基因工程。2.解题关键：准确识别图示过程中体外受精和胚胎移植是解题的关键。【解析】(1)人工采集的卵子与精子不能够直接受

6、精，精子需要经过获能处理，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的促性腺激素。(2)体外受精卵需发育至囊胚时期，再经胚胎移植到代孕母牛继续发育，从而获得后代。(3)若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用胚胎分割移植技术。(4)动物基因工程中常选用的受体细胞是受精卵，转化的方法常用显微注射法。答案：(1)体外受精获能促性腺激素(2)囊胚胚胎移植(3)胚胎分割移植(4)受精卵显微注射法胚胎移植【典例训练2】如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图分析回答：(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_；超数排卵的母牛发情后，既可以通过配种或人工授精获得胚胎，也可以通过体外受精的

7、方法获得胚胎。若要通过体外受精获得胚胎，则在体外受精前，要对精子进行_处理。(2)A到E中，牛胚胎移植的适宜时期是_。(3)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对早期胚胎进行_处理，再植入受体内。【解题指南】1.考查实质：胚胎移植的操作流程、胚胎发育的各个阶段。2.解题关键：(1)明确图中D、E所处的时期，判断桑椹胚的依据是细胞数量达到32个左右。(2)明确胚胎分割可获得完全相同的个体。【解析】(1)超数排卵处理就是指用促性腺激素处理雌性动物使其排出较多卵子；精子需要进行获能处理之后才具有与卵子受精的能力。(2)牛胚胎移植的适宜时期为桑椹胚或囊胚时期，即图中的D和E两个时期。(

8、3)通过一个受精卵获得两个遗传物质完全相同的新个体只能通过将其胚胎分割后再移植。答案：(1)促性腺激素获能(2)D、E(3)胚胎分割1.(2012山西山大附中模拟)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，ah为操作过程，请据图回答有关问题：(1)“试管牛”技术的操作流程是_(填字母)。(2)图中数字标号代表的结构名称是：_(3)d操作的名称是_，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为_。(4)图中用到的激素是_，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(5)过程h常用的方法是_。为了

9、能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有_以便于进行检测。(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到_阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(7)受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。【解析】(1)“试管牛”是体外受精，然后进行胚胎移植，其操作流程是abfg。(2)读图可知，为囊胚的外部细胞，为囊胚腔，为内细胞团。(3)d操作是把体外培养的胚胎移植到受体母牛的子宫中，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞分裂方式为有丝分裂。(4)为了获得更多的卵母细

10、胞，可使用促性腺激素。因活细胞对物质的交换具有选择透过性，故可用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞。(5)过程h为外源基因的导入，常用的方法是显微注射法。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有标记基因，以便于进行检测。(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可取囊胚进行胚胎分割移植。操作过程中要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于冷冻或液氮条件下。(7)受体母牛必须和供体牛属于同一物种以防止受体子宫对外来胚胎产生排斥反应。答案：(1)abfg(2)外部细胞 囊胚腔 内细胞团(3)胚胎移植有丝分裂(4)促性腺激素对物质的吸收具有

11、选择透过性(5)显微注射法标记基因(6)囊胚胚胎分割冷冻或液氮胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育(7)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应2.国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进展。目前，已经成功获得经纯化的抗凝血酶蛋白，达到国际先进水平。如图是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图：(1)根据流程图分析，动物乳腺生物反应器主要利用了_技术、胚胎工程技术和细胞培养技术。(2)要实现超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用_处理，然后在恰当时期采集卵子。通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是_。(3)过程需将抗凝血酶基因注入受

12、精卵的雄原核内，在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是_。(4)要使人的抗凝血酶基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_、_、标记基因等部分。在之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入抗凝血酶基因，宜采用_技术。(5)若要一次获得多只相同的转基因崂山奶山羊D，应采用_技术。【解析】(1)从图解中可以看出，涉及到的过程有体外受精、胚胎移植、重组DNA技术，涉及到的技术手段有基因工程、胚胎工程和细胞培养技术等。(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获能和受精等步骤。卵子的采集方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在

13、体外受精。(3)精子入卵后形成一个雄原核，与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核，并在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。(4)基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等部分，目的基因的检测方法是DNA分子杂交技术，其次是检测目的基因是否转录出了mRNA。答案：(1)转基因(重组DNA)(2)促性腺激素精子没有获能(3)在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体(4)启动子终止子DNA分子杂交(5)胚胎分割移植3.人的血清白蛋白作为血浆容量扩充剂用途广泛，是当前的研究热点之一。下图是利用奶牛生产人类血清白蛋白的图解，请回答：(1)图中所涉及的生物技术中

14、，属于细胞水平的是_、_。(2)获取基因的常用方法有_(举一例)，基因工程的核心是_。(3)一般需用_酶处理。为获取数量较多的未受精卵细胞，需用_处理母牛。(4)为_技术，操作的时期是_。【解析】(1)在获得能生产人类血清白蛋白的转基因奶牛的过程中主要应用到的生物工程技术包括基因工程、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、早期胚胎的培养和胚胎移植技术，其中动物细胞培养和动物细胞核移植技术属于细胞工程。(2)基因工程中获取目的基因的方法主要包括从基因文库中提取，人工化学方法合成等。目的基因表达载体的构建是基因工程的第二步，是基因工程的核心。(3)动物细胞培养中一般要用胰蛋白酶将动物组织分散成单个

15、细胞后进行培养。在胚胎工程中要获得较多的未受精卵细胞，需要用促性腺激素对母牛进行超数排卵处理。(4)为胚胎分割移植，一般选用发育到桑椹胚或囊胚时期的早期胚胎。答案:(1)核移植技术动物细胞培养(2)从基因文库中提取(或人工化学合成)基因表达载体的构建(3)胰蛋白促性腺激素(4)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚4.据报道，中山大学中山眼科中心主任任葛坚领导的研究小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入到代孕鼠体内发育而形成猴鼠嵌合体猴鼠，用于角膜等器官的移植研究。请回答：(1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是_。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功

16、能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是_。(2)囊胚时期，胚胎细胞开始出现分化，有些细胞个体较小，将来只能发育成胎膜和胎盘，这类细胞称为_。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的_部位，以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于_技术，此技术对代孕受体的要求是_。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是_，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用_技术。【解析】(1)胚胎干细胞具有发育的全能性，在体外培养时可以诱导分化形成不同的体细胞，因此可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补身体中功能出现异常或退化的细胞。(2)囊胚时，胚胎细胞开始出现分化为外部细胞和内细胞团

17、细胞，外部细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞开始分化，将来发育成胎儿的各种组织。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位，以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于胚胎移植技术，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。答案：(1)胚胎干细胞具有发育的全能性通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补(2)外部细胞内细胞团(3)胚胎移植同种、生理状态相同的其他雌性动物可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割5.(2012

18、南京模拟)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是_。(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是_。(3)通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是_。(4)应用3中的细胞D取自囊胚的_，细胞C取自牛胎儿的_。(5)应用4中获得二分胚和，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是_的(“相同”或“不同”)。【解析】供体1提供体细胞核，

19、供体2提供卵子的细胞质；性激素对垂体和下丘脑有负反馈作用，注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵；精子受精前需进行获能处理；胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”；胚胎干细胞是早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，因此，应用3中的细胞D取自囊胚的内细胞团，细胞C取自牛胎儿的原始性腺；胚胎分割是无性繁殖，子代来自于同一个受精卵，所以得到的小牛性别相同。答案：(1)供体1和供体2 注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵(2)诱导精子获能(3)胚胎移植(4)内细胞团原始性腺(5)相同