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,第三講 胚胎工程,,課前自主學(xué)習(xí),,課堂互動(dòng)探究,1.精子和卵子的發(fā)生,體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,2.卵細(xì)胞只允許同種單個(gè)精子完成受精的保障,(1)同種生物精卵結(jié)合的保障： 卵細(xì)胞透明帶上存在精子的特異識(shí)別受體，只允許同種生物的精子與卵細(xì)胞結(jié)合。 (2)防止多精入卵的保障：①單個(gè)精子穿過透明帶，觸及卵黃膜的瞬間引發(fā)透明帶反應(yīng)，透明帶蛋白質(zhì)變性成為較堅(jiān)韌的一層，阻止其他精子進(jìn)入，這是防止多精入卵的第一道屏障。②單個(gè)精子穿過卵黃膜入卵后，立即引發(fā)卵黃膜的封閉作用，拒絕其他精子再進(jìn)入卵細(xì)胞，這是防止多精入卵的第二道屏障。,(3)受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志：,①受精標(biāo)志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體。,②受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核的融合。 3.早期胚胎發(fā)育 (1)過程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原腸胚。,(2)圖示：,[特別提醒] ①成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。,②卵細(xì)胞形成過程中，減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成，而減數(shù)第二次分裂在受精時(shí)完成。,1．下圖表示哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過程的幾個(gè)階段，下列相關(guān)描述正確的是( ),A．圖中3是透明帶，7是原腸腔 B．發(fā)育的先后順序是甲→丙→乙 C．1部位細(xì)胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織 D．甲、乙、丙時(shí)期的細(xì)胞都具有發(fā)育的全能性 解析：圖中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原腸胚。圖中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，3是透明帶，4是囊胚腔，5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 答案：A,1．試管動(dòng)物生產(chǎn)流程,胚胎工程的三個(gè)操作流程,2．克隆動(dòng)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(duì)象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指對(duì)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(shí)要對(duì)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(chǎng)所，不影響后代的遺傳特性。 (4)胚胎移植培育流程中有兩次使用促性腺激素，第一次是對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。,2．牛胚胎移植的基本程序如圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)圖中a、b、c過程分別是指________、________、________。 (2)供體母牛的主要職能是_____________________；受體母牛必須具備_________________________________。 (3)為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________________________________________________________________________； 處理的時(shí)期是_________________________________。,解析：(1)a過程是良種母畜在激素刺激下的超數(shù)排卵。b是用人工方法將母畜體內(nèi)早期胚胎取出的沖卵過程。c是將符合移植要求的早期胚胎移植到受體母畜子宮內(nèi)的過程。 (2)供體母牛的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，受體母牛則是提供胚胎發(fā)育場(chǎng)所，所以受體母牛應(yīng)具有健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力。 (3)進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。,答案：(1)超數(shù)排卵 沖卵 胚胎移植 (2)產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎 健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力 (3)胚胎分割 桑椹胚或囊胚期,1．干細(xì)胞的類型,胚胎干細(xì)胞,2.干細(xì)胞的培養(yǎng)過程,3．胚胎干細(xì)胞的主要用途 (1)克隆動(dòng)物培育： 將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)物的胚胎發(fā)育，操作流程如下：,(2)基因敲除，獲得移植器官。 (3)培育出人造組織器官，用于器官移植。 (4)改良創(chuàng)造動(dòng)物新品種。,3．科學(xué)家將人體皮膚細(xì)胞改造成了多能干細(xì)胞——“iPS細(xì)胞”，人類“iPS細(xì)胞”可以形成神經(jīng)元等人體多種組織細(xì)胞。以下有關(guān)說法正確的是( ),A．iPS細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞的過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 B．iPS細(xì)胞有細(xì)胞周期，它分化形成的神經(jīng)細(xì)胞一般不具細(xì)胞周期 C．iPS細(xì)胞可分化形成多種組織細(xì)胞，說明“iPS細(xì)胞”在分裂時(shí)很容易發(fā)生突變 D．iPS細(xì)胞在分化時(shí)正常基因突變成原癌基因是細(xì)胞癌變的原因,解析：iPS細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞是細(xì)胞的選擇性表達(dá)。iPS細(xì)胞能連續(xù)分裂，有細(xì)胞周期，它分化形成的神經(jīng)細(xì)胞高度分化，一般不具細(xì)胞周期。iPS細(xì)胞可分化形成多種組織細(xì)胞，說明“iPS細(xì)胞”全能性較高。正常細(xì)胞都含有原癌基因。 答案：B,1．下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是( ) A．采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用 B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過程 C．卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成 D．卵子受精完成的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體,解析：采集到的精子必須經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細(xì)胞需要培養(yǎng)成熟后才可與獲能的精子受精；初級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的，其結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。 答案：D,2．下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎的敘述不正確的是( ) A．胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的 B．囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎盤和胎膜 C．早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)不與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 D．胚胎移植前必須先進(jìn)行免疫排異反應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 解析：受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不需要進(jìn)行免疫排斥反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。 答案：D,3．(2011·廣東高考)華南虎是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，可采用試管動(dòng)物技術(shù)進(jìn)行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有( ) ①轉(zhuǎn)基因 ②核移植 ③體外受精 ④體細(xì)胞克隆 ⑤胚胎移植 A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤ 解析：在試管動(dòng)物技術(shù)中首先進(jìn)行體外受精得到受精卵，在體外進(jìn)行早期胚胎發(fā)育，然后再把胚胎移植到代孕母虎體內(nèi)發(fā)育。 答案：D,4．某干細(xì)胞研究小組人員從人的皮膚細(xì)胞中提取出細(xì)胞核，然后將其植入去核的牛卵母細(xì)胞中，從而培育出混合胚胎。該胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已含有32個(gè)細(xì)胞，可從中提取胚胎干細(xì)胞供醫(yī)學(xué)研究使用。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A．該胚胎干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來自人的細(xì)胞核 B．采集的牛卵母細(xì)胞應(yīng)在體外培養(yǎng)到ΜⅡ期中期才能進(jìn)行受精,C．混合胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已分化為滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán) D．胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細(xì)胞核大、核仁明顯 解析：該胚胎干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要由提供細(xì)胞核的生物提供；發(fā)育到ΜⅡ期中期的卵母細(xì)胞才具有受精能力；混合胚胎含有32個(gè)細(xì)胞的時(shí)期為桑椹胚時(shí)期，細(xì)胞還沒有開始分化；胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn)。 答案：C,5．人血清白蛋白在臨床上需求量很大。將人血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中，就可以利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)人血清白蛋白。大致過程如下：,(1)要實(shí)現(xiàn)②超數(shù)排卵，應(yīng)在性成熟雌牛發(fā)情期的某一階段用__________處理，然后在__________中沖取卵子。通過①采集的精子不能直接與成熟的卵子受精，原因是__________________________。 (2)要使人血清白蛋白基因在奶牛乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，完整的基因表達(dá)載體要包括目的基因、__________、____________、標(biāo)記基因等部分。在過程⑤之前要檢測(cè)早期胚胎細(xì)胞是否已經(jīng)導(dǎo)入人血清白蛋白基因，宜采用__________技術(shù)。,(3)過程⑤要選擇“雌性奶牛胚胎”的原因是__________________________________。 (4)若要一次獲得多只完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，過程⑤應(yīng)采用胚胎分割移植技術(shù)。胚胎分割移植后發(fā)育成小牛，這些小牛的基因型____________(填“相同”或“不同”)，理由是________________________________________。,解析：(1)欲實(shí)現(xiàn)超數(shù)排卵可用促性腺激素處理，然后再從輸卵管中沖出卵子。(2)完整的基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子等，可采用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入。(3)只有雌性轉(zhuǎn)基因牛才可能分泌乳汁，并從中獲得人血清白蛋白。(4)欲一次獲得許多頭完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，可采用胚胎分割移植，由于這些胚胎來自同一受精卵的有絲分裂，故其基因型應(yīng)彼此相同。,答案：(1)促性腺激素 輸卵管 精子沒有獲能 (2)啟動(dòng)子 終止子 DNA分子雜交 (3)雌性轉(zhuǎn)基因牛進(jìn)入泌乳期后，可以從其乳汁中獲得人血清白蛋白 (4)相同 它們是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來,