胚胎工程复习学案.docx
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胚胎工程复习学案
专题3胚胎工程
一、胚胎工程
胚胎工程是指对动物 所进行的多种显微操作和处理技术，如
等技术。
经过处理后获得的胚胎，还需移植到 生产后代，以满足人类的各种需求。
二、精子和卵子的发生比较
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
时间
变形
需要变形
精细胞的细胞核
高尔基体，
中心体，
线粒体；
细胞内其它质
不需变形
分裂
均等分裂
结果
形成4个精子
MⅠ和MⅡ是否连续
过程
相同点
原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半
三、受精作用
1．场所 中。
2．过程：
它包括 和
（1）精子获能：
刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在 _内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（2）卵子的准备：
卵子要在输卵管内进一步成熟，到 期，才具有受精能力。
（3）受精过程——四步曲
第一步：
精子穿越放射冠和透明带。
使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质， 是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：
精子进入卵黄膜。
是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步：
形成。
雄原核形成和雌原核形成。
第四步：
形成。
雌雄原核融合形成合子（受精卵）。
【归纳总结】
①受精过程中的三大反应的作用：
形成精子穿越放射冠的通道。
是为了阻止多精子入卵。
②成熟的精子不代表具有受精能力，必须获能后才具有受精能力。
③排卵是指 ，而不是指卵泡从卵巢中排出。
刚排出的卵是成熟的卵子吗？
④精子和卵子发生的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在 完成。
⑤受精作用的标志是 ，而受精完成的标志是 。
四、动物胚胎发育的基本过程
1.胚胎发育过程：
受精卵→ → → →组织器官分化→幼体。
（1）个体发育的起点是 。
（2）卵裂：
哺乳动物的胚胎发育早期是在 内进行的，卵裂方式是 。
在透明带内发育，细胞数量 ，胚胎总体积 ，或略有缩小。
（3）桑椹胚：
当胚胎细胞数目达到32个左右时形成的致密细胞团，这一阶段前的每一个细胞都是 。
（4）囊胚期：
细胞开始出现分化，个体较大的，在胚胎一端的为 ，发育成胎儿的各种组织；沿透明带的内壁扩展和排列的、个体较小的细胞是滋养层细胞，发育成 。
（5）原肠胚期：
出现了三个胚层和 。
【归纳总结】 细胞分化在胚胎期达到最大限度
五、体外受精和胚胎的早期培养
（1）卵母细胞的采集和培养：
主要方法：
用 处理，使其排出更多的卵子，然后，从 中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
第二种方法：
从 中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
采集的卵母细胞，都要在体外经 后，才能与 受精。
（2）精子的采集和获能：
采集方法有 __法、手握法和电刺激法等；获能方法有 ___________法和化学诱导法。
在体外受精前，要对精子进行 处理。
（3）受精：
获能的精子和培养成熟的卵细胞在 或 完成受精过程。
（4）胚胎的早期培养：
①培养液的成分：
水、 、 、 、 、 、 以及动物血清等。
②胚胎去向：
冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。
不同动物胚胎移植的时间不同。
（牛、羊一般要培育到 阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在8－16个细胞阶段移植。
克隆动物和试管动物的比较
比较项目
试管动物
克隆动物
技术基础
过程
生殖方式
遗传物质
遗传物质与主要与供体相同
六、胚胎移植
1、概念：
是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
，使之继续发育为新个体的技术。
实质：
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如下图（以牛胚胎移植为例）
①对供、受体的选择和处理。
选择遗传特性和生产性能优秀 的供体，有
的受体，供体和受体是 物种。
并用激素进行 ，用促性腺激素对供体母牛做 。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。
配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。
对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到 阶段。
直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
移植方法有
⑤移植后的检查。
对受体母牛进行是否妊娠的检查。
（3）胚胎移植的生理学基础
①胚胎能够移入受体的生理基础
②胚胎收集的生理基础
③胚胎在受体内能够存活的生理基础
④供体胚胎正常发育的生理基础
（4）实质：
因此各种性状能保持其原来的优良特性。
（5）优势：
七、胚胎分割
（1）概念：
是指采用机械方法将 切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
（2）意义：
来自同一胚胎的后代具有 遗传物质，属于 繁殖。
（3）材料：
发育良好，形态正常的 。
（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。
）
（4）操作过程：
对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 分割，否则会影响 。
八、胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于 中分离出来。
2、特点为：
具有胚胎细胞的特性，形态特点表现为 ；
在功能上特点：
，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
另外，在体外培养的条件下，可以 ，可进行冷冻保存，也可进行 。
3、应用：
①可用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；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细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
②通过ES细胞 ，培育成人造组织器官，用于器官移植
③是在体外条件下研究细胞分化的理想材料， ，能够维持不分化的状态。
在培养液中加入 ，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
胚胎工程练习
一、选择题:
1、下列关于哺乳动物精子和卵子的发生的叙述，正确的是
A．一个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子
B．精子的头部主要含细胞核，中心体发育为它的顶体
C．卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的
D．排卵是指卵泡从卵巢中排出，马、牛的排卵都是排出次级卵母细胞
2、关于高等动物受精作用的叙述，错误的是
A．受精作用发生在输卵管
B.精子和卵子的结合过程中，卵子完成减数第二次分裂
C.受精作用的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体
D.精子与透明带接触后会发生透明带反应，防止多精入卵
3、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，下列有关叙述不正确的是
A.右图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，②③依次称之为滋养层、内细胞团
B.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→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.培养③处细胞时，如果缺少氨基酸供应，细胞一般会停留在细胞周期的分裂期
D.③处的细胞在功能上最大特点是具有全能性，能分化为成年动物体内任何一种组织细胞
4、下列有关体外受精和早期胚胎培养的叙述，正确的是
A．无论何种方法，采集到的精子和卵母细胞必须在相应溶液中培养一段时间方可进行受精
B．精子的体外获能方法有培养法和化学诱导法，家兔和猪的精子一般是用培养法
C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液的成分完全相同
D．将受精卵培育成早期胚胎后，可直接进行移植或在37℃下保存
5、下列有关胚胎移植的叙述中，错误的是
A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在囊胚时期进行
D．移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
6、将牛的胚胎分割后进行移植，可孕育出多头性状一致的小牛。
下列哪项与该过程的实质是相同的
A．将胰岛素基因导入大肠杆菌，经过筛选得到可用于生产的工程菌
B．淋巴细胞与瘤细胞融合成杂交瘤细胞
C．利用植物的根尖组织细胞培育大量幼苗
D．DNA分子在不同限制性内切酶的作用下，形成许多片段
7、以下对于胚胎移植意义的说法正确的是
1良种畜群迅速扩大，加速了育种工作和品种改良
2在世界范围内，胚胎移植不受时间和地域的限制，大量节省了购买种畜的费用
3利用胚胎冷冻保存技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种
④在肉用家畜的生产中，一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例
A．①②B．①③C．①②③D．①②③④
8、下列关于哺乳动物胚胎干细胞的相关叙述，正确的是（ ）
A．胚胎干细胞形态上表现为体积大，核大，核仁明显
B．诱导胚胎干细胞进行分化需要在饲养层细胞上进行
C．胚胎干细胞是一类未分化细胞，，可从早期胚胎（桑椹胚以前）或原始性腺中分离获取
D．胚胎干细胞具有发育全能性，在体外可诱导分化出多种组织细胞，但一般不能发育成个体
9、科学家研究发现，从怀孕妇女胎盘的羊水中发现的干细胞，其品质与早期胚胎中的胚胎干细胞相当，在实验室培养后生成了多种人体细胞，如骨骼肌细胞、淋巴细胞、神经细胞以及肝细胞等，以下有关说法不正确的是
A．从羊水中提取干细胞的最大优势是提取过程中不会对胎儿造成伤害
B．这些骨骼肌细胞、淋巴细胞、神经细胞、肝细胞等的形成是细胞分裂的结果
C．从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌细胞的染色体组成相同
D．个体发育过程中，胚胎干细胞分化形成骨骼、血管等的过程是不可逆的
10、下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述中，正确的是（ ）
A．囊胚的内细胞团细胞和滋养层细胞功能上的差异是基因选择性表达的结果
B．胰蛋白酶处理卵裂球获得的细胞可直接移植到同期发情受体的子宫中继续发育
C．利用胚胎分割技术得到的个体一定具有完全相同性状
D．从卵巢中取出的卵母细胞与获能后的精子完成受精作用
二、非选择题
11、供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。
而治疗性克隆能最终解决这些问题。
下图是治疗性克隆的过程图解。
（1）“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有______ _。
相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因____ ___ __的结果。
（2）重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用 技术。
（3）若将上述技术用于白血病人的骨髓移植，且图中患者是O型血，提供卵细胞的女性是AB型血的，则骨髓移植成功后患者的血型是____ ____型。
（4）科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞，而不直接用体细胞进行细胞培养__ _________________________________________________________________
（5）按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是___ ________。
12、左上图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图完成下列问题：
（1）填出图中字母所代表的结构名称：
A________；B________；
C________；D________；
（2）写出甲、乙、丙过程的技术名称：
甲________；乙______________________；
丙____________________；
请举出一种人工控制或筛选胚胎性别的方法：
___________________。
进行乙过程时，所取的样本是____
（3）进行甲过程时，所使用的基本仪器是______________，本过程的技术关键是________
___________。
（4）尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，如______________
_________等；同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是____ ____。
13、2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体（4n）胚胎与二倍体胚胎（2n）或胚胎干细胞（细胞）进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。
2n/4n嵌合体胚胎的构建常用方法如下图，请据图分析回答：
（1）受精卵是胚胎发育的开端，图中的卵母细胞达到 时期，才具备受精的能力，而精子需经过过程才能和卵母细胞结合。
（2）2N的ES细胞来自胚胎发育过程的 期，本实验中从功能上说明了该细胞
（3）2n/4n嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有：
（4）ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比，遗传物质来源的区别主要是什么？
14、胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。
下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
良种母牛
良种公牛
卵母细胞
精子
良种母牛
受精卵
早期胚胎
普通母牛子宫
试管牛
分娩
A
培养
采集
采集
江苏省震泽中学张华民整理
（1）从良种母牛采集的卵母细胞有和两种方法，得到的卵母细胞都需要进行体外培养，其目的是；从良种公牛采集的精子的需获能后才能进行受精作用，方法是。
K^S*5U.C#O%下
（2）在体外培养受精卵时，培养液成分较为复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需
添加等营养成分，以及血清等物质。
（3）图中过程A称为，需将受精卵培养至阶段才能进行，移植后的胚胎能在受体子宫中存活并正常发育的生理原因是
（4）若希望同时获得多个性状相同个体，那么该如何实现？
（5）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是；获得转基因母牛后，如果即说明目的基因已经表达。
15、日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白（GFP）等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。
GFP会发出绿色荧光，该蛋白质在生物工程中有着广阔的应用前景。
请据图回答问题。
（1）绿色荧光蛋白基因在该实验中是做为 基因。
（2）在②过程进行转基因体细胞的筛选时，比较简易的筛选方法是 。
（3）在④过程培养重组细胞时，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和 等。
（4）以上培育过程中应用到的生物技术有 等。
（5）科学工作者在实验过程中为了保证实验成功，往往一次做多个核移植，为了从乙兔体内一次获得多个卵细胞，往往需要向乙兔体内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是 。
（6）在以上③核移植过程中，乙兔提供的细胞应是 ，移核之前要对此去核的原因是 。
专题三胚胎工程答案
一、胚胎工程
早期胚胎或配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养雌性动物体内
二、精子和卵子的发生比较
睾丸曲细精管卵巢、输卵管从初情期开始，直到生殖机能衰退_性别分化后开始
精子头的主要部分精子的顶体精子的尾集中在尾部形成线粒体鞘原生质滴脱落
细胞质不均等分配形成1个卵细胞和3个极体是否
三、受精作用
1、输卵管2、受精前的准备阶段和受精阶段
（1）雌性动物的生殖道中经历一段时间
（2）减数第二次分裂中期（3）顶体反应透明带反应卵黄膜封闭作用原核合子
①顶体反应透明带反应和卵黄膜的封闭作用③卵子从卵泡中排出不是④在出生前（即胎儿期）⑤在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体雌雄原核的融合
四、动物胚胎发育的基本过程
桑椹胚→囊胚→原肠胚
⑴受精卵⑵透明带有丝分裂增加并不增加⑶全能细胞⑷内细胞团胎膜和胎盘⑸原肠腔
五、体外受精和胚胎的早期培养
⑴促性腺激素输卵管刚屠宰母畜的卵巢活体动物的卵巢人工培养成熟获能的精子⑵假阴道培养获能⑶ 获能溶液专用的受精溶液中⑷无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸桑椹胚或囊胚
克隆动物和试管动物的比较
体外受精、动物细胞培养、胚胎移植核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植
有性生殖无性生殖遗传物质来自两个个体
六、胚胎移植
⑴同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内
⑵①传特性和生产性能优秀健康的体质和正常繁殖能力同一同期发情处理促性腺激素超数排卵③桑椹胚或囊胚④手术法和非手术法
⑶①哺乳动物排卵后，同种供、受体生殖器官的生理变化是相同的②早期胚胎形成后，一定时间内未与母体子宫建立联系，而是处于游离状态③受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应④供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎的遗传特性
⑷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，⑸充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期
七、胚胎分割
⑴早期胚胎⑵相同的无性⑶桑椹胚或囊胚
⑷内细胞团均等分割后胚胎的恢复和进一步发育
八、胚胎干细胞
1、早期胚胎或从原始性腺
2、体积小，细胞核大，核仁明显具有发育的全能性增殖而不发生分化遗传改造
3、体外诱导分化添加抑制因子分化诱导因子
练习答案：
1-10：
CDCBCCDDBA
11、
（1）全能性选择性表达
（2）胚胎分割（3）0型
（4）卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质
（5）解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
12、
（1）囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团
（2）胚胎分割 做DNA分析进行性别鉴定 ①X精子与Y精子分离技术（选择X型精子进行体外受精；②显微镜镜检法（利用显微镜观察胚胎细胞性染色体确定胚胎性别）；③SRY－PCR胚胎的性别鉴定技术[利用SRY基因（Y染色体上的性别决定基因）作为探针，对胚胎细胞的DNA进行检测]（答出一种即可） 胚胎移植 滋养层
（3）显微操作仪和实体显微镜 将内细胞团均等分割
（4）刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异 同卵双胎
13、
（1）减数第二次分裂中期精子获能
（2）囊胚具有发育的全能性
（3）动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植（写对2个得1分）（4）（2分）用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体，而用核移植方法克隆的动物只是核型一致，但胞质类型却不一定相同。
14、
（1）从刚屠宰母畜的卵巢中采集从活体动物的卵巢中采集让其发育成熟（具备受精能力）化学法（将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中）
（2）维生素、激素、氨基酸、核苷酸
（3）胚胎移植桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，并且胚胎可与受体子宫建立联系
（4）利用同一受精卵发育形成的胚胎进行胚胎分割，分别植入不同母牛子宫，使它们正常发育成新个体
（5）显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素（或：
牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素）
15、
（1）目的
（2）通过设备检测，发出明亮的绿色荧光细胞即为转基因体细胞（3）动物血清
（4）转基因技术、核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术（5）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。
（负反馈）
（6）次级卵母细胞使获得的荧光兔的遗传物质基本上全部来自转基因的甲兔细胞
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