胚胎工程

胚胎工程的三个操作流程 1．试管动物生产流程
2．克隆动物的培育流程
【易误警示】 (1)根据发育成D新个体的细胞 核由B动物提供，而性别及大多遗传性状是由核 内遗传物质决定的，故B、D两者的性别及大多 遗传性状相同。 (2)克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细 胞，其遗传物质主要来自供核一方。
3．胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例：
有丝分裂 有丝分裂
②阶段二：精子细胞形成 ③阶段三：变形
高尔基体发育为精子头部的顶体 精子 尾 中心体演变为精子的___ 细胞 线粒体聚集在尾的基部，形成线粒体鞘膜 其他物质浓缩为_________ 原生质滴 ，最后脱落
细胞核成为精子头部的主要部分 ― →精子
(4)精子的形态：形似蝌蚪，其大小与动物体型 无关 。 大小_____ 2．卵子的发生 (1)时期：卵泡的形成和储备是在胎儿期，排卵 是在哺乳动物进入初情期开始。 卵巢和输卵管。 (2)场所：_____
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4．早期胚胎的发育
全能
滋养层
内胚层
二、体外受精和早期胚胎培养 1．体外受精 (1)精子的采集方法有 ①假阴道法。 ②手握法。 ③电刺激法。 (2)精子的获能处理 ①培养法。 ②化学诱导法。 (3)卵母细胞采集 促性腺激素，使其超数排卵， ①向动物注射______ 然后从输卵管中冲出，可直接受精。
自我挑战下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的 过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细 胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标 为发育时间)。其中正确的是( )
A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【尝试解答】 __A__ 【解析】 蛙的受精卵发育至囊胚过程是受精 卵持续进行有丝分裂的过程，其间DNA不断复 制，总含量必然增加；这一过程中虽然细胞数 量不断增多，但细胞生长却并不明显，因此随 着细胞的分裂，每个细胞的体积却在下降；由 于蛙的胚胎发育是在水中，该阶段还无法摄取 环境中的有机物，胚内有机物却随呼吸作用等 生理过程不断消耗。由此，4个坐标图中，① DNA总量和，②每个细胞体积的表示正确。
初级卵母细胞
排卵前后
3．受精 (1)准备阶段 ①精子在雌性动物生殖道中获能。 ②卵母细胞在输卵管内发育 减数第二次分裂中期 。 到___________________ (2)受精场所：输卵管内。 (3)过程 顶体反应 ，溶解卵丘细胞之间的 ①精子通过发生__________ 物质并将透明带溶出一条孔道，从而使精子先后穿 透明带 。 过放射冠和________
B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次
分裂
解析：选A。本题考查受精原理。哺乳动物 的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透 明带，进入卵黄膜，雄原核和雌原核结合。 获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体 酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵黄 膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精 子进入透明带。精子与卵黄膜相互融合，精 子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数 第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形 成受精卵，受精过程完成。
【尝试解答】
(1)使卵母细胞成熟(或使卵 获能
母细胞获得受精能力) (2)CO2
培养液(基)的pH 提高优良母畜的繁殖率 牛奶中含有人类白细胞介素
(3)胚胎移植 (4)显微注射法
(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
【解析】 (1)从良种母牛采集的卵母细胞都 要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的 精子受精。(2)动物细胞培养的条件之一是提 供气体环境：O2和CO2，前者的作用是维持 细胞正常代谢，后者的作用是维持培养液的 pH。(3)图中过程A是胚胎移植，意义是充分 发挥雌性优良个体的繁殖潜能。(4)将目的基 因导入动物细胞的常用方法是显微注射法； 获得转基因母牛后，若在其乳汁中含有人类 白细胞介素，则说明目的基因得到了表达。
(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用 的方法是________，将获得的目的基因转入 胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的 是 _______________________________________ _________________________________。 (4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、 神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。 实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠， 获得免疫缺陷小鼠，其目的是 ______________________，该过程研究的意 义在于解决____________问题。
②精子在触及卵黄膜的瞬间，透明带发生透明 带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障。 ③精子入卵后，卵黄膜立即发生拒绝其他精子 进入卵的生理反应叫__________________ ，这 卵黄膜封闭作用 是防止多精入卵的第二道屏障。 ④精子入卵后变化：a.精子尾部脱离，原核膜 雄原核 ；b.次级卵 解体形成比原细胞核大的_________ 母细胞完成______________ 减数第二次分裂，形成雌原核；c. 合子 最后两核经充分发育相互融合，形成____ 。
2.受精作用 (1)受精过程中的两道屏障，第一道是透明带 反应，第二道是卵黄膜的封闭作用。 (2)受精标志是在透明带和卵黄膜之间观察到 两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的 融合。
即时应用(随学随练，轻松夺冠) 1．关于受精过程的叙述错误的是( )
A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶
穿过透明带进入放射冠
命题视角剖析
紧扣教材重点 胚胎干细胞及应用 例1 (2011年南通高三第一次模拟)下图表 示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研 究，请据图分析回答：
(1)过程I将胚胎干细胞置于用γ射线灭活的鼠胎儿 成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生 素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中， 饲养层提供干细胞增殖所需的____________，加 入抗生素是为了____________，这对于研究细胞 分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。 (2)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚 胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物 器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这 项研究利用了胚胎干细胞具有____________的特 点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个 阶段是________________。
即时应用(随学随练，轻松夺冠) 2．以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化 生产技术流程，其中正确的顺序应是( ) ①卵母细胞的采集和培养 ②精子的采集和获 能 ③画出“试管牛”工厂化生产技术流程图 ④受精 ⑤胚胎的早期培养 A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．①②④③⑤ D．①②⑤④③ 解析：选B。“试管牛”工厂化生产的流程是卵 母细胞的采集和培养→精子的采集和获能→受 精→胚胎的早期培养→画出“试管牛”工厂化生 产技术流程图。
2．基本程序(以牛为例) (1)选择供、受体牛，注射促性腺激素，进行 同期发情处理 。 ________________ (2)注射促性腺激素，供体超数排卵。 (3)对供体人工授精或配种。 (4)胚胎的收集：用特制的装置将胚胎冲出， 也叫冲卵。 (5)对胚胎检查，合格后或向受体移植或液氮 保存。 (6)胚胎移植。 (7)对受体牛进行妊娠检查。 (8)受体母牛产下胚胎移植的犊牛。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外 培养，其目的是____________________；从良种 公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。 (2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以 维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维 持______________________________________。 (3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的 意义在于________________。 (4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反 应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导 入方法是______________；获得转基因母牛后， 如果__________________________即说明目的基 因已经表达。
专题3 胚胎工程
基础自主梳理 专 题 3
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一、体内受精和早期胚胎发育 1．哺乳动物精子的发生 初情期 直到生殖机能衰退。 (1)时期：从 _______ (2)场所：睾丸的曲细精管。 (3)过程 ①阶段一：初级精母细胞的形成 精原细胞 ― ― → 两个细胞 ― ― → 多个初级精母 细胞
②从废弃的卵巢中采集。 ③从活体的卵巢中采集。 (4)体外受精：获能的精子与__________ 培养成熟 的卵 子可在相应溶液中完成受精过程。 2．早期胚胎的培养 (1)培养液成分巧记 两“盐”：无机盐和有机盐 维生素和激素 两“素”：______ 核苷酸 两“酸”：氨基酸和_______ 另有水、血清等 (2)用于胚胎移植的胚胎一般在原肠胚以前。
三、胚胎移植 1．生理学基础 (1)同种动物排卵后，生殖器官的生理变化是 相同的，为移入的胚胎提供了相同的生理环 境。 游离 状态，为胚胎收集提 (2)早期胚胎处于______ 供了可能。 (3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反 应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 (4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和 遗传特性不受影响。 组织联系，但其________
五、胚胎干细胞
1．来源：由早期胚胎即囊胚期的内细胞团
或原始性腺中分离出来。 2．特点 (1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。 (2)功能上：具有发育的全能性。 (3)体外培养：可以增殖而不分化。
高频考点突破
精子、卵子的发生与受精作用 1．精子和卵子发生的比较
卵子的发生 卵巢 胚胎在性别分化以 时期 从初情期开始 后 是否需变形 需变形 不需变形 细胞质分裂情况 均等分裂 不均等分裂 形成1个卵子和3 形成的发生 睾丸的曲细精管