,第三講 胚胎工程,課前自主學習,課堂互動探究,1.精子和卵子的發(fā)生,體內受精和早期胚胎發(fā)育,2.卵細胞只允許同種單個精子完成受精的保障,(1)同種生物精卵結合的保障： 卵細胞透明帶上存在精子的特異識別受體，只允許同種生物的精子與卵細胞結合。 (2)防止多精入卵的保障：單個精子穿過透明帶，觸及卵黃膜的瞬間引發(fā)透明帶反應，透明帶蛋白質變性成為較堅韌的一層，阻止其他精子進入，這是防止多精入卵的第一道屏障。單個精子穿過卵黃膜入卵后，立即引發(fā)卵黃膜的封閉作用，拒絕其他精子再進入卵細胞，這是防止多精入卵的第二道屏障。,(3)受精的標志和受精完成的標志：,受精標志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體。,受精完成的標志：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 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。,卵細胞形成過程中，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完成。,1下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，下列相關描述正確的是( ),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 C1部位細胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織 D甲、乙、丙時期的細胞都具有發(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是內細胞團，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是內胚層。內細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 答案：A,1試管動物生產(chǎn)流程,胚胎工程的三個操作流程,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。 (4)胚胎移植培育流程中有兩次使用促性腺激素，第一次是對供、受體進行同期發(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)育場所，所以受體母牛應具有健康的體質和正常的繁殖能力。 (3)進行胚胎分割時，應選擇發(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 健康的體質和正常的繁殖能力 (3)胚胎分割 桑椹胚或囊胚期,1干細胞的類型,胚胎干細胞,2.干細胞的培養(yǎng)過程,3胚胎干細胞的主要用途 (1)克隆動物培育： 將胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中，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)造動物新品種。,3科學家將人體皮膚細胞改造成了多能干細胞“iPS細胞”，人類“iPS細胞”可以形成神經(jīng)元等人體多種組織細胞。以下有關說法正確的是( ),AiPS細胞分化為神經(jīng)細胞的過程體現(xiàn)了細胞的全能性 BiPS細胞有細胞周期，它分化形成的神經(jīng)細胞一般不具細胞周期 CiPS細胞可分化形成多種組織細胞，說明“iPS細胞”在分裂時很容易發(fā)生突變 DiPS細胞在分化時正?；蛲蛔兂稍┗蚴羌毎┳兊脑?解析：iPS細胞分化為神經(jīng)細胞是細胞的選擇性表達。iPS細胞能連續(xù)分裂，有細胞周期，它分化形成的神經(jīng)細胞高度分化，一般不具細胞周期。iPS細胞可分化形成多種組織細胞，說明“iPS細胞”全能性較高。正常細胞都含有原癌基因。 答案：B,1下列有關哺乳動物精子和卵細胞的發(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胞相遇即可發(fā)生受精作用 B排卵就是排出成熟卵細胞的過程 C卵細胞形成時的分裂過程均在卵巢內完成 D卵子受精完成的標志是在卵細胞膜和透明帶之間觀察到兩個極體,解析：采集到的精子必須經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細胞需要培養(yǎng)成熟后才可與獲能的精子受精；初級卵母細胞的減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，其結果產(chǎn)生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，準備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結合的過程中完成的。 答案：D,2下列關于哺乳動物胚胎的敘述不正確的是( ) A胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內進行的 B囊胚的滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎盤和胎膜 C早期胚胎在一定時間內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行免疫排異反應的實驗 解析：受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應，故不需要進行免疫排斥反應實驗。 答案：D,3(2011·廣東高考)華南虎是國家一級保護動物，可采用試管動物技術進行人工繁殖，該技術包括的環(huán)節(jié)有( ) 轉基因 核移植 體外受精 體細胞克隆 胚胎移植 A B C D 解析：在試管動物技術中首先進行體外受精得到受精卵，在體外進行早期胚胎發(fā)育，然后再把胚胎移植到代孕母虎體內發(fā)育。 答案：D,4某干細胞研究小組人員從人的皮膚細胞中提取出細胞核，然后將其植入去核的牛卵母細胞中，從而培育出混合胚胎。該胚胎發(fā)育到第三天時已含有32個細胞，可從中提取胚胎干細胞供醫(yī)學研究使用。下列說法錯誤的是( ) A該胚胎干細胞的遺傳物質主要來自人的細胞核 B采集的牛卵母細胞應在體外培養(yǎng)到期中期才能進行受精,C混合胚胎發(fā)育到第三天時已分化為滋養(yǎng)層和內細胞團 D胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細胞核大、核仁明顯 解析：該胚胎干細胞的遺傳物質主要由提供細胞核的生物提供；發(fā)育到期中期的卵母細胞才具有受精能力；混合胚胎含有32個細胞的時期為桑椹胚時期，細胞還沒有開始分化；胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯的特點。 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入奶牛細胞中，就可以利用牛的乳腺細胞生產(chǎn)人血清白蛋白。大致過程如下：,(1)要實現(xiàn)超數(shù)排卵，應在性成熟雌牛發(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胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、_、_、標記基因等部分。在過程之前要檢測早期胚胎細胞是否已經(jīng)導入人血清白蛋白基因，宜采用_技術。,(3)過程要選擇“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基因牛，過程應采用胚胎分割移植技術。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)完整的基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子等，可采用DNA分子雜交技術檢測目的基因是否導入。(3)只有雌性轉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，故其基因型應彼此相同。,答案：(1)促性腺激素 輸卵管 精子沒有獲能 (2)啟動子 終止子 DNA分子雜交 (3)雌性轉基因牛進入泌乳期后，可以從其乳汁中獲得人血清白蛋白 (4)相同 它們是由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來,