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1、 一、精子和卵子的發(fā)生及早期胚胎發(fā)育過程 1.比較精子和卵子的發(fā)生精子卵子場所精巢(或睪丸)的曲細精管卵巢分裂時間初情期后開始分裂，減數(shù)第一次分裂和第二次分裂是連續(xù)的性別分化后雌性胎兒卵巢內(nèi)即開始有絲分裂，形成卵泡；性成熟排卵前完成減數(shù)第一次分裂；受精后完成減數(shù)第二次分裂減數(shù)分裂區(qū)別細胞質(zhì)均等分裂、一個精原細胞產(chǎn)生4個精細胞，需變形形成精子細胞質(zhì)不均等分裂、一個卵原細胞只產(chǎn)生一個卵細胞續(xù)表精子卵子細胞特點失去大多數(shù)細胞質(zhì)，保留細胞核，線粒體聚集成線粒體鞘、高爾基體形成頂體保留大部分細胞質(zhì)，為受精卵發(fā)育提供更多營養(yǎng)數(shù)量精巢中可以產(chǎn)生大量的精子，動物一次排出數(shù)億的精子卵巢中總共只有數(shù)百個卵泡能發(fā)育

2、成熟，一次只排出數(shù)個卵 2.受精作用的過程 (1)受精前的準(zhǔn)備階段 精子獲能：精子必須在雌性動物的生殖道中發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力的生理現(xiàn)象。 卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具備與精子受精的能力。 (2)受精階段 第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞；透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：配子結(jié)合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。 3胚胎發(fā)育過程 【友情提醒】卵子是否受精的標(biāo)志是第二

3、極體的形成(即在透明帶和卵黃膜間隙觀察到兩個極體)，而受精完成的標(biāo)志是雌雄原核融合成含二倍染色體的合子 【例1】下列關(guān)于受精過程的敘述，錯誤的是() A獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠 B透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障 C精子與卵黃膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂 【解析】精子釋放頂體酶先穿過放射冠再進入透明帶。A 【例2】下列說法正確的是() A卵裂期細胞經(jīng)過了細胞分裂，不再分化 B原腸胚細胞屬于全能細胞 C囊胚腔先于原腸腔出現(xiàn) D桑椹胚開始進行分化 【解析】早期胚胎發(fā)育階段順序是：卵裂期形成早期胚胎，桑椹胚、囊胚、原腸胚，桑椹胚

4、及之前的細胞屬于全能細胞，囊胚期細胞分化，出現(xiàn)囊胚腔，進一步發(fā)育而分化，分化后形成原腸胚，出現(xiàn)原腸腔。因此只有C項正確。C 二、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 1胚胎工程中胚胎的早期培養(yǎng) (1)精子與卵子在體外受精后，移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。 2胚胎移植 (1)胚胎移植的實質(zhì) 胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。 (2)胚胎移植成功的保障(生理學(xué)基礎(chǔ)) 第一，供、受體生殖器官的生理變化是相同的。 第二，哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而

5、是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。 第三，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。第四，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。 【友情提醒】胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征。 作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種，供體則為優(yōu)良的品種。 胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。 3胚胎分割 (1)材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 (2)囊胚期分割要求：內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割

6、后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 (3)意義：加快繁殖速度，是動物無性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法還有核移植。 【例3】下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是() A受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植 B受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài) C超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素 D試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行A 【解析】胚胎移植其操作的對象是早期胚胎而不是受精卵；其生理基礎(chǔ)是供、受體排卵后產(chǎn)生相同的生理變化，為移植提供相同的生理環(huán)境；超數(shù)排卵要對供體用促性腺激素進行處理；試管嬰兒實質(zhì)是“體外受精”和“胚胎移植”的共同產(chǎn)物。掌握胚胎移植的大體過程和需要條件，是解決該類題型的關(guān)鍵。 三

7、、胚胎工程的三個操作流程 1試管動物的生產(chǎn)流程 2克隆動物的培育流程 3胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植為例： (1)選擇的對象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指對良種母牛和普通母牛做同期發(fā)情處理，以使其生殖器官的生理變化相同，同時要對良種母牛做超數(shù)排卵處理，以促其多產(chǎn)生卵子。 (2)沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內(nèi)沖洗出來，而不是沖洗出卵子。 (3)良種牛后代的遺傳特性是由供體公牛和母牛決定的，受體母牛只是提供了胚胎發(fā)育的場所，不影響后代的遺傳特性。 【例4】下列過程在胚胎移植中沒有必要進行的是() A對供體、受體要進行選擇 B要用激素對供體進行超數(shù)排卵處理 C供體和受體要進行免疫檢查

8、，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) D胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法C 【解析】胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)之一表現(xiàn)在：供體與受體具有相同的生理環(huán)境。因此，在進行胚胎移植時沒有必要進行免疫檢查。在胚胎移植時應(yīng)選擇有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的個體作為受體，選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體作為供體。在用激素對供、受體進行同期發(fā)情處理的基礎(chǔ)上，還要對供體用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理，以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手術(shù)法和非手術(shù)法兩種。 四、胚胎干細胞 1干細胞分類 干細胞分為三類：全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。胚胎干細胞為全能干細胞。 2胚胎干細胞的應(yīng)用前景 ES細胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大

9、成就之一，在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價值。 (1)ES細胞可用于治療人類的某些頑癥。 利用ES細胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可以使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。 (2)培育成組織器官，用于器官移植。 (3)對ES細胞的培養(yǎng)和誘導(dǎo)，為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效手段。 (4)ES細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。 【友情提醒】胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，包括人類早期胚胎的囊胚的內(nèi)細胞團，具有胚胎細胞的特性。它能長期維持未分化狀態(tài)，又有全能分化的潛能和無限增殖的能力，在體外培養(yǎng)時仍能維持正常和穩(wěn)

10、定的染色體組型，在特定的環(huán)境誘導(dǎo)下，能分化成各類細胞系。因此，它是細胞的源頭，是惟一不死的全能或多能細胞，并能夠無限分化，它能制造機體需要的全部細胞。 【例5】利用胚胎干細胞治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的最重要原因是() A細胞分裂 B細胞特化 C細胞分化 D細胞增殖 【解析】ES細胞具有發(fā)育的全能性，可被誘導(dǎo)分化形成新的組織細胞，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能，因此治療肝衰竭主要是利用這一特性而實現(xiàn)的。理解干細胞的特點，掌握干細胞研究的意義，能運用干細胞的知識解決實際問題。C1卵子是否受精的標(biāo)志是第二極體的形成(即在透明帶和卵黃膜間隙觀察到兩個極體)，而受精完成的標(biāo)志是雌雄

11、原核融合成含二倍染色體的合子。2桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。3促進超數(shù)排卵往往用促性腺激素處理，同期發(fā)情處理往往使用性激素。4精子穿越透明帶，接觸卵黃膜時立即發(fā)生透明帶反應(yīng)；精子與卵黃膜接觸，立即被微絨毛抱合，精子外膜和卵黃膜相互融合；精子入卵，立即發(fā)生卵黃膜封閉作用。1.(2010江蘇)下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述，錯誤的是( ) A對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理 B人工授精后的一定時間內(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割 C利用胚胎分割技術(shù)

12、可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎 D一次給受體母羊植入多個胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例【解析】本題考查了胚胎工程及考生理解問題的能力。進行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期的胚胎。B2.(2011江蘇)下列關(guān)于胚胎工程的敘述，錯誤的是( )A體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精B受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植C早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清D試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù) B【解析】受精卵發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段就可進行移植。3.(2011浙江)培育“試管山羊”的基本過程如下圖所示。若要培育成功，下列敘述正確的是( )AA甲過程中可

13、通過給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵B乙過程的目的之一是促進卵母細胞和精子的成熟C丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液D丁過程中早期胚胎須移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi)【解析】注射促性腺激素可以促進超數(shù)排卵，選項A正確。乙過程是受精作用，選項B錯。丙過程是早期胚胎發(fā)育，在發(fā)育培養(yǎng)液中完成；而乙過程受精作用在獲能溶液或?qū)ｉT的受精溶液中完成，選項C錯。胚胎移植時要保證受體和供體的生理狀態(tài)相同，而不是性狀相同，選項D錯。4.(2011杭州質(zhì)檢)下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是( )A體外受精完成后即可進行胚胎移植操作B胚胎干細胞具有發(fā)育全能性，它可發(fā)育成新個體C卵裂期胚胎中

14、細胞數(shù)目在不斷增加，而有機物的總量卻在不斷減少D通過胚胎移植產(chǎn)生多個后代的繁殖方式都屬于有性生殖C【解析】體外受精完成后，受精卵發(fā)育到一定階段才能進行胚胎移植操作。胚胎干細胞具有發(fā)育全能性，可誘導(dǎo)發(fā)育為器官，但不能發(fā)育成新個體。胚胎分割后進行移植，得到動物的方式屬于無性繁殖。5.(2011廣州質(zhì)檢)現(xiàn)在有一個嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病，就可以通過血液中的干細胞來為其治病，關(guān)于這個實例，說法正確的是( )CA用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細胞的所有全能性B用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子所有的疾病C如果要移植用他的干細

15、胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術(shù)D如果要移植用他的干細胞培育出的器官，應(yīng)該要長期給他使用免疫抑制藥物【解析】用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細胞的所有全能性。用臍帶血中的干細胞只能培育出人體的許多器官，可用來移植，但不是所有疾病都能治療(如流行性疾病)。如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用細胞培養(yǎng)技術(shù)，然后發(fā)育成器官；由于器官是自身的細胞培育成的，沒有免疫排斥反應(yīng)，所以不用長期給他使用免疫抑制藥物。 6.(2011江蘇鹽城模擬)下列有關(guān)哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是( )A移植用的胚胎一般取桑椹胚或囊胚B滋養(yǎng)層細胞發(fā)育成胎膜和胎盤在囊胚期C分割囊胚階段

16、的內(nèi)細胞團不要求均等D卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加A【解析】因桑椹胚或囊胚時期的細胞分化程度小，所以移植的胚胎一般取桑椹胚或囊胚；滋養(yǎng)層細胞發(fā)育成胎膜和胎盤是在原腸胚期；對囊胚階段的內(nèi)細胞團的分割要求均等；卵裂期胚胎中細胞數(shù)目增加，但有機物總量在不斷減少。 7.下列不是精子、卵細胞發(fā)生的區(qū)別的是( )A初級精母細胞、初級卵母細胞的形成時間B減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的時間連續(xù)性C成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形D成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量D【解析】初級精母細胞是雄性動物初情期開始后，才由精原細胞分裂形成的，而初級卵母細胞是在胎兒期形成的；精子的產(chǎn)生在減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的，而卵細胞產(chǎn)生通過減數(shù)第一次分裂形成次級卵母細胞，在精子和卵子的結(jié)合過程中才完成減數(shù)第二次分裂；精子細胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細胞不需變形；成熟的精子和卵細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，都含有親本細胞一半的染色體數(shù)目。