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    专题34 胚胎工程(选修3)教师版
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    专题34 胚胎工程(选修3)教师版

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    这是一份专题34 胚胎工程(选修3)教师版,共17页。

    专题34胚胎工程
    考点
    知识内容
    考试属性及要求
    加试
    三、生态工程
    7.从受精卵谈起
    8.胚胎工程
    a
    a
    一、从受精卵谈起
    精子+卵细胞→ 受精卵 →卵裂球→ 囊胚 →原肠胚→组织器官分化→幼体→性成熟个体
    个体发育分:胚胎发育(受精卵→幼体)和胚后发育(幼体→性成熟个体)
    (一)受精作用
    1.定义:成熟的精卵融合成为受精卵的过程。
    2.受精的场所: 输卵管 。
    3.受精大体包括 精卵识别 、精子附着于卵膜、 精卵质膜融合 等几个过程。精卵需要通过细胞表面的识别蛋白相互识别。
    4.受精的标志和受精完成的标志:
    ①受精的标志:第二极体的形成。(当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时)
    ②受精完成的标志:雌雄原核融合成受精卵。
    (二)胚胎发育
    1.动物胚胎发育的基本过程
    ①哺乳动物的胚胎发育早期是在 输卵管 中进行的,一般到桑椹胚期进入子宫, 囊胚期 着床。
    ②卵裂期:细胞分裂方式为 有丝分裂 ;随着卵裂球细胞数目的增加,细胞体积逐渐变 小 ;2~8个细胞时的每一个细胞均可发育成一个完整个体。
    ③桑椹胚期:当胚胎细胞数目达到 32 个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫作 桑椹胚 。
    ④囊胚期:内细胞团的细胞是一种未分化的细胞,具有 发育全能性 ,能分化出成体动物细胞的所有组织和器官。
    ⑤原肠胚期:出现了 外胚层 、 中胚层 、 内胚层 三个胚层和原肠腔。






    2.胚胎发育过程图示

    3.胚胎发育的过程
    受精卵
    动物个体发育的起点,在输卵管内完成受精作用时已开始分裂
    卵裂球
    (1)组成:2~8个全能细胞
    (2)特点:卵裂球细胞数目增加,每个细胞的体积逐渐减小
    囊胚
    (1)组成 ①内细胞团:将来能发育成动物的所有组织和器官
    ②滋养层:将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构
    (2)特点:细胞开始出现分化
    原肠胚
    (1)组成:外胚层、中胚层、内胚层
    (2)特点:胚层分化
    缺图(各个胚层将来发育成什么?)
    外胚表皮附神感,内胚腺体呼消皮,中胚循环真脊骨,内脏外膜排生肌。
    注意
    (1)受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。
    (2)囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞,具有发育全能性。
    (3)原肠胚细胞已发生分化,细胞全能性降低。
    (4)滋养层是已经发生分化的细胞,在幼年时期发育成胚胎的附属结构。

    二、 胚胎工程
    (一)胚胎工程
    1.含义:通常指在 胚胎发育 过程中进行的胚胎操作技术。
    2.研究的重点内容:主要包括 体外受精、 胚胎体外培养、 胚胎移植、 胚胎分割、 胚胎干细胞培养等。
    3.研究对象:主要限定于高等脊椎动物,特别是 哺乳动物 。
    (二)体外受精与胚胎的体外培养
    1.体外受精的原理:人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等),使卵母细胞成熟和精子获能,最终完成受精和胚胎保存。
    2.体外受精过程
    (1)精子的采集和获能:从附睾中取出成熟精子,在培养液中培养,使精子 获能 ;
    (2)卵母细胞的采集:给母体注射 促性腺激素 →取出 未成熟卵母细胞 →人工培养促进卵母细胞成熟;
    (3)受精:获能的精子和成熟后的卵母细胞在体外合适环境下共同培养一段时间,在试管中完成 受精 。
    3.胚胎体外培养
    (1)早期胚胎在 人工创造的环境 中的发育;
    (2)胚胎不同发育时期需要 不同培养液 。
    (3)培养液的功能:①为胚胎发育提供营养;②提供胚胎发育的体液环境;③接受胚胎代谢废物。
    (4)理论基础:细胞的增殖和分化;培养目标:8细胞以上胚胎,如早期囊胚。
    (5)尚无从受精卵到新生儿的全体外培养技术。
    4.体外受精和胚胎体外培养过程:

    5.胚胎发育与胚胎工程易错易混点分析
    (1)关于精子和卵子的发生和受精作用
    ①成熟的精子并不代表具有受精能力,如成熟的精子必须获能后才具备受精能力;刚排出的卵细胞本不是成熟的生殖细胞,是初级卵母细胞或次级卵母细胞。需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。
    ②从卵巢中取出的卵细胞还没有成熟,应该在体外人工模拟输卵管环境中进行培养,达到受精前的成熟阶段。
    ③受精卵的遗传物质中,核物质(染色体上DNA)一半来自父方,一半来自母方,细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
    (2)有关胚胎发育
    ①起点是受精卵分裂,在输卵管内完成受精作用时即已开始,直至发育成为成熟的胎儿。
    ②卵裂期的特点:细胞有丝分裂使细胞数目增加,但胚胎总体积并不增加或略有缩小,因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小,但核内遗传物质并未减少。
    ③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。
    ④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。
    ⑤原肠胚的特点:个体发育中分化能力最强的阶段,细胞已分化形成外、中、内三个胚层。
    ⑥个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化,分化出内细胞团和滋养层细胞,囊胚之前细胞未分化,为全能细胞,囊胚之后的原肠胚阶段细胞已分化,但仍有全能细胞。
    (3)有关胚胎的早期体外培养
    ①早期胚胎一般指可用于移植的胚胎,在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
    ②胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同,除无机盐、有机盐类和调节物质外,还需要血清,两者都是液体培养基。
    (三)胚胎移植与胚胎分割
    1.胚胎移植
    (1)概念:指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种、生理状态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。
    供体:在胚胎移植中提供胚胎的个体叫做供体。
    受体:在胚胎移植中接受胚胎的个体叫做受体。
    (2)胚胎移植的实质:早期胚胎在相同生理条件下空间位置的转移,而胚胎本身的遗传物质并不改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。
    (3)胚胎移植成功与否有两个条件:①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
    ②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。(同期发情处理)
    (4)胚胎移植原因:无法进行全体外胚胎培养,目前,胚胎移植是胚胎工程中获得后代的唯一方法;而蛙、鱼等体外受精的动物不需要胚胎移植。
    (5)胚胎来源:移植的胚胎可以来自试管,也可以取自 输卵管 或 子宫角 ;(子宫两侧缘的上部与输卵管相接处称子宫角)
    胚胎来源拓展:属于无性生殖范畴:核移植后的重组细胞、胚胎分割;属于有性生殖范畴:人工授精、体外受精、体内受精、受精卵(经转基因操作后)。
    通常移植时期是发育到8个细胞以上的胚胎,如早期囊胚。受精卵或原肠胚均不作为移植对象。
    (6)胚胎移植过程:

    注意:(1)“供体”与“受体”的确定:提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”;供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。
    (2)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。
    (3)优势:可以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。
    拓展①胚胎移植过程中两次使用激素,第一次用孕激素对受体、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。②胚胎移植过程产下的牛犊性状取决于所用公牛和供体母牛,性别取决于公牛提供何种类型的精子,与受体牛没有关系。
    2.胚胎分割
    (1)胚胎分割概念:指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。
    (2)理论基础:动物细胞细胞核的全能性。
    (3)物质基础:每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质。
    (4)特点:每个后代都具有相同的遗传物质。
    (5)胚胎的选择:发育良好的、形态正常的桑椹胚或囊胚。
    (6)实质:胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成2组或多组,经过短暂培养修复、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,这种技术也被称为人工同卵多胎技术。胚胎分割可以成倍增加胚胎数量,是一种快速繁殖种畜的方法,属于动物的无性繁殖或克隆的方法之一。
    (7)胚胎分割过程:
    ①将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中,在显微操作下用 切割针或切割刀 将胚胎分割,或采用 酶解法(酶处理) 等方式将卵裂球中的细胞分散。胰蛋白酶
    ②将分割的胚胎或细胞直接移植给受体,或在体外培养到 囊胚期 再移植给受体,着床发育产仔。

    操作提醒:对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割。若不均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育。
    胚胎分割可以利用切割针或切割刀分割早期胚胎,也可用酶解法(胰蛋白酶处理卵裂球获得的细胞不能直接移植到同期发情受体的子宫中继续发育,但能移植到输卵管中进一步发育)。但需注意,前者处理对象一般为桑椹胚(均等分割即可)或囊胚(需均等分割内细胞团),后者处理对象一般为卵裂球,经酶解法将细胞分散开。分割的胚胎或细胞可直接移植给受体,也可培养到囊胚阶段再移植到受体内。
    (四)胚胎干细胞
    1.来源: 囊胚内细胞团 或原始性腺。
    2.培养:一般用 胚胎成纤维细胞 做饲养层培养胚胎干细胞,这样可以促进胚胎干细胞生长,同时抑制胚胎干细胞的 分化 。
    3.获取:把 囊胚 放到有饲养层的培养液中继续培养,直到内细胞团突出饲养层外,然后用酶消化或机械剥离内细胞团,再把它们用酶消化成单个细胞,置于新鲜培养液中培养。
    4.应用
    (1)胚胎干细胞核移植:将 胚胎干细胞核 移植到 去核卵细胞 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的技术。
    (2)用干细胞克隆器官,为 器官移植 提供器官。
    (3)基因敲除,获得移植器官。
    (4)改良创造动物新品种。
    5.胚胎干细胞(ES细胞)培养
    (1)概念:ES细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
    (2)特点 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,可分化为成年动物内任何一种组织细胞。
    ③体外培养条件下,ES细胞可以增殖而不分化。对它可进行冷冻保存,也可以进行遗传改造。
    (3)种类:
    类别
    来源或举例
    特点
    应用
    全能干细胞
    桑椹胚及前阶段的细胞
    能发育成完整个体
    用于病人的器官移植
    多能干细胞
    (胚胎干细胞)
    内细胞团细胞、原始性腺细胞
    能分化出动物
    体内的任何组织
    造血干细胞移植,是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段
    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
    通过神经干细胞移植
    治疗脑瘫、头颅外伤等病症
    培养胚胎干细胞的关键:需要一种培养体系,必须能促进胚胎干细胞生长,但抑制其分化的。这种体系中用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞。
    (4)胚胎干细胞的培养过程:

    拓展:(1)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,如牛磺酸等化学物质时,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)利用胚胎干细胞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。
    [诊断与思考]
    (1)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体注射促性腺激素,使其同期发情。( × )
    (2)受精卵发育到原肠胚阶段才进行胚胎移植。( × )
    (3)早期胚胎培养和动物细胞培养的培养液通常都需加入血清。( √ )
    (4)胚胎分割时,需要将原肠胚的内细胞团均等分割。( × )
    (5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( √ )
    (6)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。( × )
    (7)早期胚胎体外培养必须配制一系列含有不同成分的培养液,用以培养不同发育时期的胚胎。( √ )
    (8)胚胎移植是所有动物获得后代的唯一方法( × )
    (9)胚胎分割只能借助显微操作利用切割针或切割刀进行分割。( × )
    (10)在培养胚胎干细胞时,首先要在培养皿底部制备一层滋养层细胞。( × )
    (11)试管婴儿的培育过程中,其胚胎移植的时间最好在8~16个细胞阶段。( √ )

    1.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 [来源:Z|xx|k.Com]
    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
    解析 A、卵裂期细胞不断分裂,故细胞数目增多,但有机物逐渐消耗而减少,A错误;
    B、胚胎分割时需将囊胚期的内细胞团均等分割,B错误;
    C、胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点,C错误;
    D、胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,是全能干细胞,是未分化细胞,D正确。故选:D。
    2.下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是(   )

    A.①② B.①③ C.②④ D.③④
    解析 熟悉胚胎的早期发育过程是正确解答该题的关键。受精卵发育至囊胚过程中,需要通过细胞有丝分裂使细胞数目增多,该过程中每个细胞DNA含量不变,但所有细胞中总DNA量为2n·2n,呈指数形式增长;囊胚的总体积不变,但由于细胞数目增多,故每个细胞的体积减小;细胞有丝分裂过程中需要消耗能量,能量由细胞呼吸过程中有机物氧化分解产生,故有机物总量在减少。答案 A
    3.如图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是(   )

    A. ①过程需要借助超声波探测仪等工具 B. ②过程只与细胞膜的流动性有关
    C. ③过程的细胞增殖方式是有丝分裂 D. ④过程属于胚胎移植过程
    解析 图中①表示卵细胞的采集需要借助超声波探测仪等工具,A正确;图中的②过程是受精作用,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等过程,B错误;③过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂,C正确;④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程,D正确。答案 B
    4.培育“试管山羊”的基本过程如图所示。若要培育成功,下列叙述正确的是(   )

    A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使用其超数排卵
    B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
    C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
    D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
    解析 A、甲过程为卵母细胞的采集,一般用促性腺激素处理良种母山羊,使其超数排卵,A正确;
    B、乙过程是体外受精过程,即精子和卵细胞形成受精卵的过程,B错误;
    C、乙过程在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精,丙过程为早期胚胎培养,在发育培养液中进行,则培养液的成分不同,故C错误;
    D、丁过程中早期胚胎需移植到与供体有相同的生理基础的代孕母羊子宫内,故D错误。故选:A。
    5.下列有关胚胎工程的叙述,正确的是(   )
    A.对某一胚胎的干细胞核移植,产生的动物中雄性和雌性的概率各占1/2
    B.胚胎分割的对象可选择受精卵到原肠胚阶段的胚胎
    C.胚胎干细胞培养时,为了抑制其分化,常需接种在胚胎成纤维细胞上
    D.从附睾取出的成熟精子即可直接与成熟的卵细胞受精
    解析 A、对同一胚胎的胚胎细胞核移植,由于该胚胎的性别已经唯一,不是雄性就是雌性,因此产生的动物的性别就唯一,A错误;
    B、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,B错误;
    C、成纤维细胞属于高度分化的细胞,失去了分裂能力,则把胚胎干细胞接种在成纤维细胞上可抑制其分化,C正确;
    D、采集到的精子需要经过获能处理,卵细胞需要培养到减数第二次分裂中期时才能够发生受精作用,D错误。故选:C。
    6.下列有关胚胎工程的叙述,正确的是(   )
    A.胚胎移植时,通常需用激素处理受体,使之超数排卵
    B.胚胎干细胞培养时需要制备饲养层来抑制其分化同时促进其生长
    C.胚胎分割时,可采用酶处理原肠胚,从而将原肠胚细胞分散开
    D.培养不同时期胚胎的培养液所含的成分相同
    解析A、胚胎移植时,通常需用促性腺激素处理供体,使之超数排卵,受体只需同期发情处理,A错误;B、胚胎干细胞培养时需要制备饲养层来抑制其分化同时促进其生长,B正确;C、胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,并保证内细胞团均等分割,不是处理原肠胚,C错误;D、培养不同时期胚胎的培养液所含的成分不相同,D错误。故选:B。
    7.如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b 代表两个发育时期,下列叙述不正确的是(   )

    A.①过程发生同源染色体分离 B.②过程通过有丝分裂增殖
    C.a 时期可分离得到胚胎干细胞 D.①→④细胞分化程度逐渐增大
    图为受精作用和胚胎发育过程,图中①为受精作用,②③④为早期胚胎发育过程,a为囊胚,b为原肠胚。
    A、①是受精作用,该过程中不会发生同源染色体分离,A错误;
    B、②过程通过有丝分裂增殖,B正确;
    C、a时期为囊胚,其中的内细胞团细胞具有全能性,因此可分离到胚胎干细胞,C正确;
    D、①~④细胞分化程度逐渐增大,D正确。故选:A。
    8.如图所示的过程中,哪一事件在2~9阶段没有发生(   )

    A. 细胞体积减小        B.细胞会逐渐衰老 C.细胞有丝分裂        D.细胞分化
    解析 图中2~9阶段表示的是胚胎发育过程,胚胎发育过程是细胞有丝分裂和细胞分化的结果,受精卵发育到囊胚过程中,随着细胞数目的增多,细胞体积减小。该过程中不会发生的是细胞衰老。答案 B。
    9.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是(   )
    A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
    C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层
    解析 A、细胞膜表面均有糖蛋白,糖蛋白具有细胞识别功能,精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合,保证物种在遗传上的稳定性。A正确;
    B、受精卵在卵裂过程中(产生的细胞团称为卵裂球),细胞的总体积基本不变或略有减小,B错误;
    C、囊胚的内细胞团具有发育的全能性,但是滋养层细胞只能发育成胎膜和胎盘,C错误;
    D、原肠胚发育分化形成内中外三个胚层和一个原肠腔,D错误.故选:A。
    10.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是(   )

    A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
    B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
    C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
    D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
    解析 超数排卵用促性腺激素而不是雌激素,故A选项错误;根据采集部位而定,如果是从输卵管采集的卵细胞,已发育成熟,可直接与获能的精子在体外受精;如果是从卵巢是采集的卵细胞,未发育成熟,都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精,故B选项错误;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂,故C选项错误;为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,故D选项正确。答案 D。
    11.下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题:

    (1)进行胚胎分割时,应选择发育到 和 时期的胚进行操作。
    (2)①指的是 ,②指的是 。
    (3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是 。
    (4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 ,原因是 。
    (4)我国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,请你谈谈为什么要反对克隆人?


    (1)桑椹胚;囊胚;(2)内细胞团;囊胚腔;(3)具有相同的遗传物质;
    (4)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。
     (4) ①严重违反了人类伦理道德;②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人;④克隆技术尚不成熟,可能克隆出有严重生理缺陷的孩子。 
    12.自然情况下,牛的生育率很低,通过现代科技手段,可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示,回答下列问题:
    (1)使一头良种雄性黄牛,在一年内繁殖数百头该公牛的后代,最简便的方法是 。
    (2)现有一头良种雌性黄牛,采用胚胎移植的方法,可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行 处理;还要用激素使供体母牛 。胚胎收集的过程也叫做 。用于移植的胚胎应发育到 或 阶段。
    (3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和 。体外受精主要包括 、 和 等几个主要步骤。
    (1)人工授精 (2)同期发情   超数排卵   冲卵    桑葚胚   囊胚
    (3)早期胚胎的培养    卵母细胞的采集   精子的采集和获能(精子的获取)    受精
    13.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是(   )

    A. 步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
    B. 诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
    C. 受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液
    D. 步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
    解析 步骤甲、乙分别指受精作用、胚胎移植,A错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵,C错误;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液有区别,D错误。答案 B。

    (1) 步骤甲、乙分别是指受精作用、胚胎移植。
    (2)卵巢经超数排卵处理后,要使用超声监视器确定卵泡的位置,插入穿刺针吸取其液体,取出卵母细胞(或次级卵母细胞),在体外进行人工培养得到成熟的卵细胞。
    (3)若在早期细胞培养过程中,发现某个细胞出现变异性状,科研人员提取这个细胞进行单独培养,此种培养方法称为克隆培养法或细胞克隆。培养过程中,下列哪种细胞比较难以克隆?A (A.有限细胞系 B.无限细胞系 C.转化细胞系 D.肿瘤细胞系)。
    (1)受精作用     胚胎移植 (2)卵泡    卵母细胞(或次级卵母细胞)(3)克隆培养法或细胞克隆    A
    分析 1、细胞系:是指可连续传代的细胞,分为连续细胞系和有限细胞系,其中连续细胞系是指能连续培养下去的细胞系,是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型,有的是恶性细胞系,具有异体致癌性,有的连续细胞系获得了不死性,但保留接触抑制现象,不致癌;有限细胞系是指不能连续培养下去的细胞系。二倍体细胞一般为有限细胞系。
    2、转化细胞系是指通过某个转化过程形成的,常由于染色体断裂变成异倍体,失去正常细胞特点,而获得无限增殖能力。
    3、分析题图:步骤甲为受精作用,步骤乙为胚胎移植,其中诱导超数排卵用的是促性腺激素,受精过程使用的培养液是获能溶液或专用受精溶液。
    解答 解:(1)根据图示所示,步骤甲将卵细胞和获能的精子体外受精。步骤乙将早期发育良好的早期胚胎移植到受体子宫中。
    (2)卵巢经超数排卵处理后,要使用超声监视器确定卵泡的位置,插入穿刺针直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞(或次级卵母细胞)。采集的卵母细胞不成熟,需要在体外进行人工培养得到成熟的卵细胞。
    (3)将单个细胞进行单独培养,此种培养方法称为克隆培养法或细胞克隆。有限细胞系是指不能连续培养下去的细胞系。无限细胞系、转化细胞系、肿瘤细胞系都能无限增殖。因此培养过程中,有限细胞系的克隆更难。

    1.精子的多多益善 目前认为,在有生育能力的男性之中,每一次射精射出的精液量平均约为三毫升,每毫升含精子的数量平均数为六千万至一亿,也就是说,每次射精时排出的有活力且形态正常的精子,要达到两亿多左右,オ能令其中一个最具活力,也最具机遇和条件的精子,与女性毎个月仅排出的那一个卵子相遇结合,才可发生受精作用。
    2.精子获能 精子获能是指精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程,是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。其实,精子在附睾内已经获得了受精能力,但由附睾分泌的一种物质附于精子表面,抑制了它的受精能力,这种物质被称为去能因子。精子进入女性生殖道以后,去能因子的作用被解除,精子才具有真正的受精能力,这就是精子获能。能够解除去能因子的物质称为获能因子。
    3.卵裂 精子与卵子结合之后会形成受精卵,由于卵黄的分布具有不对称的特性,因此受精卵可以分为动物极(会发育成外胚层)和植物极(会发育成中胚层与内胚层)。在卵裂时期,卵子会先分裂成两个细胞,之后细胞通常会逐次倍增,但是对哺乳类而言,有时候会有不同时分裂并成只有奇数个细胞的现象。在卵裂阶段,胚胎的总体积大致不变。
    4.滋养层 滋养层为哺乳类早期胚泡壁的单层细胞所形成的薄膜。在内胚层和中层分化之后,它虽然相当于外胚层,但与胚体形成部的胎儿外胚层是有区别的,所以有称滋养外胚层的。
    5.精细胞变形

    6.受精过程 在受精过程中,精子与卵子相遇时,精子顶体释放顶体酶,溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,之后与卵黄膜接触,随即产生阻止后来精子进入透明带的反应;当精子接触卵黄膜后,卵黄膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应;在受精过程中,卵子已经完成了减Ⅰ分裂,且处于减Ⅱ分裂中期,只有完成受精作用后,才继续完成减Ⅱ分裂,受精后精子和卵子核膜都破裂,之后形成雄原核、雌原核再融合在一起,即形成合子。



    7. 人类胚胎发育
    (1)人类胚胎发育的时期
    人体的发生从受精卵开始到胎儿出生,在子宫内经过266天,可分为3个时期:胚卵期、胚胎期、胎儿期。
    从受精至第1周末胚胎开始着床为胚卵期。
    从第2周至第8周末为胚胎期,胚胎期建立了各器官的原基,已初具人形。
    从第9周至第38周为胎儿期,胎儿逐渐长大,各器官系统发育成长。
    (2)排卵、受精、卵裂及胚泡在子宫中运动如下:


    8.试管动物与克隆动物的比较

    试管动物
    克隆动物
    技术基础
    体外受精 胚胎移植
    核移植
    实 例
    试管牛
    “多莉”羊






    生殖方式
    有性生殖
    无性生殖
    遗传物质
    遗传物质来自两个亲本
    遗传物质大部分来自供核生物体
    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




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