第37講胚胎工程,教材梳理,題型探究,從受精卵談起 1.受精作用 (1)概念:成熟的精卵融合成為的過(guò)程稱為受精。 (2)過(guò)程:精子附著于卵膜精卵質(zhì)膜融合等。 (3)同種動(dòng)物精卵結(jié)合的原因之一:同種動(dòng)物精子、卵細(xì)胞表面有 相互識(shí)別的。 2.胚胎發(fā)育 (1)動(dòng)物的胚胎發(fā)育:指受精卵發(fā)育成的過(guò)程。 (2)胚胎發(fā)育過(guò)程 卵裂:不斷進(jìn)行細(xì)胞分裂,即卵裂,受精卵,精卵識(shí)別,特異性,蛋白,幼體,受精卵,教材梳理,題型探究,卵裂期的細(xì)胞具有,卵裂過(guò)程中,細(xì)胞只分裂,不生長(zhǎng),細(xì)胞逐漸變小 囊胚:卵裂球的細(xì)胞繼續(xù)分裂,細(xì)胞間逐漸出現(xiàn)小的腔隙,它們最后匯合成一個(gè)大腔,成為中空的細(xì)胞團(tuán),如下圖,全能性,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),發(fā)育,教材梳理,題型探究,胚:囊胚進(jìn)一步發(fā)育,囊胚內(nèi)的細(xì)胞不斷增殖分化,逐漸形成一個(gè)圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu),分為和外胚層,外胚層細(xì)胞在胚盤(pán)正中線處形成一條增殖區(qū),該區(qū)的細(xì)胞增殖分裂進(jìn)入內(nèi)、外胚層間形成,原腸,內(nèi)胚層,中胚層,教材梳理,題型探究,考向受精作用和胚胎發(fā)育過(guò)程 【典例】 下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物受精與胚胎發(fā)育的敘述,正確的是() A.絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性 B.卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 C.囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性 D.原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)、外兩個(gè)胚層,答案,解析,教材梳理,題型探究,歸納提升胚胎發(fā)育過(guò)程中胚胎內(nèi)細(xì)胞或物質(zhì)的變化,教材梳理,題型探究,胚胎工程 1.胚胎工程 (1)概念:胚胎工程通常指各種操作技術(shù)。 (2)研究?jī)?nèi)容:主要包括體外受精、胚胎移植、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。 (3)研究對(duì)象:主要限定于高等脊椎動(dòng)物,特別是。,胚胎,胚胎體外培養(yǎng),胚胎分割,哺乳動(dòng)物,教材梳理,題型探究,2.體外受精 (1)精子的采集及獲能:用適宜的方法采集雄性動(dòng)物的精子,將成熟的精子放入培養(yǎng)液中培養(yǎng),使其達(dá)到狀態(tài)。 (2)卵細(xì)胞的采集:最常用的方法是卵巢經(jīng)處理后,用穿刺針吸取,取出卵母細(xì)胞,在體外進(jìn)行人工培養(yǎng),促進(jìn)其成熟。 (3)受精:的精子和的卵細(xì)胞在體外合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時(shí)間,便可受精。 (4)受精后形成的受精卵需經(jīng)早期發(fā)育培養(yǎng),才能完成植入或著床,通常移植的最適宜時(shí)期是發(fā)育到的胚胎。,獲能,超數(shù)排卵,卵泡液,獲能,成熟后,8細(xì)胞以上,教材梳理,題型探究,3.胚胎體外培養(yǎng) (1)概念:胚胎體外培養(yǎng)是指應(yīng)用人工創(chuàng)造的環(huán)境,對(duì)獲取的 進(jìn)行體外培養(yǎng)。 (2)條件:必須配制一系列培養(yǎng)液,用以培養(yǎng)不同發(fā)育時(shí)期的胚胎。 4.胚胎移植 (1)概念:胚胎移植技術(shù)是指將經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、遺傳性狀優(yōu)良的母畜,經(jīng)過(guò)處理,使其后受精,然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到的代孕母的子宮內(nèi),通過(guò)代孕母妊娠產(chǎn)仔的技術(shù)。,早期胚胎,含有不同成分的,激素,超數(shù)排卵,同期發(fā)情,教材梳理,題型探究,(2)基本過(guò)程,同期發(fā)情,激素處理,胚胎移植,教材梳理,題型探究,5.胚胎分割 (1)概念:胚胎分割是指借助技術(shù)將早期胚胎切割成,再移植到代孕母子宮中發(fā)育,產(chǎn)生 后代的技術(shù)。 (2)過(guò)程,顯微操作,幾等份,同卵多仔,教材梳理,題型探究,6.胚胎干細(xì)胞 (1)完善圖示,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),核仁,發(fā)育全能性,教材梳理,題型探究,(2)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) 成功關(guān)鍵:需要一種培養(yǎng)體系,既能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的,同時(shí)還要胚胎干細(xì)胞的分化。 流程,(3)胚胎干細(xì)胞核移植:將移植到 中,經(jīng)過(guò)、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)物的技術(shù)。,生長(zhǎng),抑制,飼養(yǎng)層,酶消化,胚胎干細(xì)胞核,去核卵細(xì)胞,胚激活,教材梳理,題型探究,(4)應(yīng)用 進(jìn)行,獲得動(dòng)物。 培育用于移植的細(xì)胞、組織或。 在試管中改良并創(chuàng)造動(dòng)物新品種,結(jié)合等技術(shù)培育優(yōu)良家畜品種,生產(chǎn)有價(jià)值的動(dòng)物等。,基因敲除,基因敲除,器官,基因工程,教材梳理,題型探究,考向一胚胎工程的操作 【典例2-1】 (2018浙江名校協(xié)作體高三下學(xué)期3月考試)科學(xué)家將蜘蛛的蛛絲蛋白基因?qū)肷窖蝮w內(nèi),得到轉(zhuǎn)基因山羊,使羊奶中含有一種獨(dú)特的蛛絲蛋白,生產(chǎn)原理見(jiàn)下圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。,(1)將蛛絲蛋白基因和載體通過(guò)甲過(guò)程形成的X物質(zhì)為,可用法將X導(dǎo)入受體細(xì)胞。 (2)為了獲得蛛絲蛋白,圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇羊(填性別)的體細(xì)胞,要使重組細(xì)胞具有全能性,乙過(guò)程需要的技術(shù)操作是。,教材梳理,題型探究,(3)下列關(guān)于丙過(guò)程的敘述,正確的是。 A.該過(guò)程所用培養(yǎng)液的成分與乙過(guò)程相同 B.該過(guò)程需定期用胰酶處理成細(xì)胞懸液進(jìn)行傳代培養(yǎng) C.該過(guò)程為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),目的是獲得更多的重組細(xì)胞 D.該過(guò)程中供體核DNA上原有的調(diào)節(jié)蛋白會(huì)被卵細(xì)胞質(zhì)中的蛋白因子替換 (4)為了快速繁殖轉(zhuǎn)基因山羊,可在丁過(guò)程前對(duì)早期胚胎進(jìn)行,經(jīng)培養(yǎng)后再分別移植到同期發(fā)情處理的的代孕母羊的相應(yīng)部位。,答案:(1)重組DNA分子顯微注射(2)雌核移植(3)D(4)胚胎分割未經(jīng)配種,教材梳理,題型探究,解析:甲表示構(gòu)建基因表達(dá)載體,X表示重組DNA分子;乙表示核移植技術(shù);丙表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)或早期胚胎培養(yǎng);丁表示胚胎移植。 (1)根據(jù)以上分析可知,圖中X表示重組DNA分子,將其導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法。 (2)根據(jù)題意分析,該實(shí)驗(yàn)的目的是從羊奶中提取獨(dú)特的蛛絲蛋白,因此圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇雌羊的體細(xì)胞;由于體細(xì)胞核的全能性受到了限制,因此應(yīng)該將體細(xì)胞核通過(guò)核移植技術(shù)移植到去核的卵母細(xì)胞中去,獲得的重組細(xì)胞才能具有表達(dá)細(xì)胞核的全能性的能力。,教材梳理,題型探究,(3)根據(jù)以上分析可知,乙、丙分別表示核移植技術(shù)和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù),兩者需要的培養(yǎng)液的成分不完全相同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該過(guò)程需要培養(yǎng)成早期胚胎,不能用胰蛋白酶分散成單個(gè)細(xì)胞,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該過(guò)程為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),目的是獲得早期胚胎,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該過(guò)程中供體核DNA上原有的調(diào)節(jié)蛋白會(huì)被卵細(xì)胞質(zhì)中的蛋白因子替換,D項(xiàng)正確。 (4)為了快速繁殖轉(zhuǎn)基因山羊,可在丁過(guò)程前對(duì)早期胚胎進(jìn)行胚胎分割,經(jīng)培養(yǎng)后再分別移植到同期發(fā)情處理的未經(jīng)配種的代孕母羊的相應(yīng)部位。,教材梳理,題型探究,導(dǎo)師點(diǎn)睛1.胚胎移植分析 (1)實(shí)質(zhì):胚胎移植實(shí)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)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變。 (2)優(yōu)勢(shì):可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期。 (3)胚胎移植過(guò)程中兩次使用激素,第一次用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理;第二次用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行處理使其超數(shù)排卵。 (4)胚胎移植產(chǎn)下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體牛,性別取決于公牛提供何種類型的精子,與受體牛沒(méi)有關(guān)系。,教材梳理,題型探究,2.胚胎分割分析 對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),必須將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn),它是發(fā)育成胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞,其他細(xì)胞為滋養(yǎng)層細(xì)胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng),含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)少的部分發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問(wèn)題。,教材梳理,題型探究,(1)過(guò)程將胚胎干細(xì)胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,飼養(yǎng)層的作用是,培養(yǎng)過(guò)程(填“需要”或“不需要”)無(wú)菌條件。,考向二胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)與應(yīng)用 【典例2-2】 下圖是利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)所作的一系列研究,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。,教材梳理,題型探究,(2)過(guò)程將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過(guò)組織化學(xué)染色,用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過(guò)程以及影響的因素,這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有的特點(diǎn)。在哺乳動(dòng)物早期發(fā)育過(guò)程中,囊胚的后一個(gè)階段是。 (3)過(guò)程中目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞最常用的方法是,獲得轉(zhuǎn)基因小鼠操作的最后一步使用的技術(shù)是,在此之前需要對(duì)其進(jìn)行遺傳檢測(cè),通常選取細(xì)胞作為檢測(cè)對(duì)象。 (4)過(guò)程得到的小鼠畸胎瘤中里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官,實(shí)驗(yàn)時(shí),必須用X射線照射去除胸腺的小鼠,獲得免疫缺陷小鼠,其目的是,該過(guò)程研究的意義在于解決問(wèn)題。,教材梳理,題型探究,答案:(1)抑制分化需要 (2)發(fā)育全能性原腸胚 (3)顯微注射法胚胎移植滋養(yǎng)層 (4)防止細(xì)胞免疫導(dǎo)致免疫排斥供體器官不足和移植后免疫排斥 解析:(1)過(guò)程將胚胎干細(xì)胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,飼養(yǎng)層的作用是抑制分化,培養(yǎng)過(guò)程需要無(wú)菌條件。 (2)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育全能性,在哺乳動(dòng)物胚胎早期發(fā)育過(guò)程中,囊胚的后一個(gè)階段是原腸胚。 (3)將目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞最常用的方法是顯微注射法。獲得轉(zhuǎn)基因小鼠操作的最后一步使用的技術(shù)是胚胎移植,在此之前需要對(duì)其進(jìn)行遺傳檢測(cè),通常選取滋養(yǎng)層細(xì)胞作為檢測(cè)對(duì)象。,教材梳理,題型探究,(4)過(guò)程得到的小鼠畸胎瘤中里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官,實(shí)驗(yàn)時(shí),必須用X射線照射去除胸腺的小鼠,獲得免疫缺陷小鼠,其目的是防止細(xì)胞免疫導(dǎo)致免疫排斥,該過(guò)程研究的意義在于解決供體器官不足和移植后免疫排斥問(wèn)題。,概念辨析(1)滋養(yǎng)細(xì)胞:指先期培養(yǎng)的細(xì)胞,用于支持細(xì)胞克隆生長(zhǎng)的細(xì)胞,如經(jīng)射線照射本身失去增殖力的小鼠纖維細(xì)胞。 (2)滋養(yǎng)層:屬于動(dòng)物囊胚外表的一層扁平細(xì)胞,這些細(xì)胞將發(fā)育成胚胎附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)如胚盤(pán)。 (3)飼養(yǎng)層細(xì)胞:一般是指胚胎成纖維細(xì)胞,該細(xì)胞可以分泌一些能抑制細(xì)胞分化的物質(zhì),滿足促進(jìn)干細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)抑制干細(xì)胞分化的條件。,