選修三知識(shí)點(diǎn)(胚胎工程)—教師版

1、專題專題3胚胎工程胚胎工程（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1、胚胎工程的概念：是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎胚胎，還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。2、精子和卵子的發(fā)生（1）哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前出生前(

2、即胎兒時(shí)期即胎兒時(shí)期)完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別，但不是唯一的區(qū)別，如發(fā)生場(chǎng)所、過(guò)程及結(jié)果也不相同。（2）精子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行的。卵子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂在卵巢內(nèi)卵巢內(nèi)完成，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，在與精子的結(jié)合過(guò)程中與精子的結(jié)合過(guò)程中完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第二極體。當(dāng)雌雄原核融合時(shí)，第一極體完成分裂，形成2個(gè)第二極體。有

3、的哺乳動(dòng)物的第一極體不再分裂。（3）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，但與動(dòng)物的體型大小體型大小無(wú)關(guān)。（4）哺乳動(dòng)物卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系卵巢是卵子形成、卵泡存在的場(chǎng)所，內(nèi)部包含許許多多不同發(fā)育階段的卵泡，而成熟的卵泡中可釋放出卵子，其中卵子的外面有輔助結(jié)構(gòu)——透明帶，由卵丘細(xì)胞(卵泡細(xì)胞)形成放射冠，而卵子外面的胞膜即卵細(xì)胞膜。排卵指卵子卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。（5）受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極

4、體在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體；而受精完成的標(biāo)志為雌雄原雌雄原核的融合核的融合。2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程（1）受精場(chǎng)所是母體的輸卵管輸卵管。（2）卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞有絲有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或并不增加，或略有減小略有減小。（3）桑椹胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能全能細(xì)胞。（4）囊胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化分化（該時(shí)期細(xì)胞的全能性全能性仍比較高）。聚

5、集在胚胎一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。而沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列，個(gè)體比較小的細(xì)胞，稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞，將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤胎膜和胎盤。中間的空腔稱為囊胚腔囊胚腔。（5）原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚層三胚層的分化，具有囊胚囊胚腔和原腸原腸腔。（二）體外受精和早期胚胎培養(yǎng)（二）體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1、體外受精(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用促性腺激素促性腺激素處理，使其排出更多的卵子（超數(shù)排卵）

6、，然后，從輸卵管輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞；第三種方法：借助超聲波探測(cè)儀、腹腔鏡等直接從活體動(dòng)物的卵巢活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子獲能的精子受精。(2)精子的采集和獲能①收集精子的方法：主要有假陰道法假陰道法、手握法手握法和電刺激法電刺激法等。②精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)培養(yǎng)法(嚙齒

7、動(dòng)物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。完成胚胎移植基本程序(以牛胚胎移植為例)2.胚胎分割(1)概念：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎早期胚胎切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2)意義：來(lái)自同一胚胎的后代具有相同相同的遺傳物質(zhì)，屬于無(wú)性無(wú)性繁殖。(3)主要儀器：實(shí)體顯微鏡實(shí)體顯微鏡和顯微操作

8、儀顯微操作儀(4)操作過(guò)程：選擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚。將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針?lè)指钺樆蚍指畹斗指畹哆M(jìn)行分割。對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。3、胚胎干細(xì)胞（1）哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ESES或EKEK細(xì)胞，是由早期胚胎或從原始性腺早期胚胎或從原始性腺中分離出來(lái)。（2）具有胚胎細(xì)胞胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)

9、上表現(xiàn)為體積體積小，細(xì)胞核細(xì)胞核大，核仁核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖增殖而不發(fā)生分化分化，可進(jìn)行冷凍冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造遺傳改造。（3）胚胎干細(xì)胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下研究細(xì)胞分化細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)E

10、S細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；③可以用于治療人類的某些頑疾人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥

11、免疫排斥的問(wèn)題。練習(xí)練習(xí)1下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，根據(jù)下圖回答：(1)在此工程過(guò)程中涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有_____________。(2)在基因工程中，我們稱②為，在②進(jìn)入③之前要用等工具來(lái)構(gòu)建基因表達(dá)載體，能實(shí)現(xiàn)②進(jìn)入③的常用方法是。(3)圖中①一般經(jīng)處理可以得到③，從③到④的過(guò)程中一般利用未受精的去核卵細(xì)胞為受體，而不用普通的體細(xì)胞，原因是__________________________。(4)從A～D

12、中選出④到⑤的過(guò)程中正確的操作方法，把⑤送入⑥的最佳時(shí)期是。(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遺傳性狀和最相似，為什么？___________，如果②的數(shù)量太少，常用來(lái)擴(kuò)增。要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白，則要求③的性染色體是，利用該方法得到的動(dòng)物叫做。(6)用這種方法生產(chǎn)藥物與工廠化生產(chǎn)藥物相比，優(yōu)越性在于。⑦和某些轉(zhuǎn)基因羊可通過(guò)分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)人類所需藥物，這樣的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為。答案：答案：(1)核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、早期胚

13、胎培養(yǎng)(2)目的基因限制酶、DNA連接酶和載體顯微注射法(3)胰蛋白酶卵細(xì)胞大，易操作，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性(4)C桑椹胚和囊胚(5)荷斯坦奶牛因?yàn)閭€(gè)體⑦的核遺傳物質(zhì)大部分來(lái)自荷斯坦奶牛，⑥只是為胚胎發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)和場(chǎng)所，⑦并沒(méi)有獲得⑥的遺傳信息PCR技術(shù)XX轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物(6)節(jié)約資源、降低成本等乳腺生物反應(yīng)器2長(zhǎng)期以來(lái)，優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞工程和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良