专题 3 胚胎工程

(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓 某患者不能产生正常的白细胞， 某患者不能产生正常的白细胞 移植可以达到治疗的目的。 移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质 是将上图中的_____细胞移植到患者体内。 细胞移植到患者体内。 是将上图中的 细胞移植到患者体内 (5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析， 若要克隆某种哺乳动物， 若要克隆某种哺乳动物 从理论上分析， 上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、 上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞 中不能选用作为供体的细胞是成熟的____， 中不能选用作为供体的细胞是成熟的 ， 其原因是________________________ 其原因是 _______________________________。 。
诱导动物细胞融合可用离心、 【解析】 (1)诱导动物细胞融合可用离心、 解析】 诱导动物细胞融合可用离心 振动、电刺激处理， 振动、电刺激处理，聚乙二醇处理或灭活的 病毒处理。 两类细胞放在一起 两类细胞放在一起， 病毒处理。(2)两类细胞放在一起，经诱导融 合可形成3种由两个细胞融合的细胞 种由两个细胞融合的细胞： 细胞 合可形成 种由两个细胞融合的细胞：B细胞 细胞、 与B细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、B细胞 细胞 骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、 细胞 与骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞， 与骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞，经选择 性培养， 性培养，多次检测和筛选获得能产生专一抗 体的杂交瘤细胞， 体的杂交瘤细胞，再经体外培养或体内培养 获得大量的单克隆抗体。 获得大量的单克隆抗体。
(1)动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理 论基础 (2)胚胎干细胞的移植 胚胎干细胞的移植 (3)胚胎工程的应用 胚胎工程的应用
(1)哺乳动物精子和卵子的发生 哺乳动物精子和卵子的发生 (2)胚胎移植的基本过程和理论基础 胚胎移植的基本过程和理论基础 (3)胚胎分割和胚胎干细胞的应用 胚胎分割和胚胎干细胞的应用
二、胚胎工程三个操作的流程 1．试管动物生产流程 ．
2．克隆动物的培育流程 ．
(1)根据发育成 新个体的卵细胞核由 动物提 根据发育成D新个体的卵细胞核由 根据发育成 新个体的卵细胞核由B动物提 供，而性别及大多数遗传性状是由核内遗传 物质决定的， 、 两者的性别及大多数遗传 物质决定的，B、D两者的性别及大多数遗传 性状相同。 性状相同。 (2)克隆动物的起点是经过核移植形成的一个 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。 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： 以牛胚胎移植为例：
(1)供体选择的条件是具有遗传性能和生产性 供体选择的条件是具有遗传性能和生产性 能优良的个体；受体选择的条件是健康体质、 能优良的个体；受体选择的条件是健康体质、 正常繁殖能力的同种个体。 正常繁殖能力的同种个体。对供体多用促性 腺激素处理，使之产生更多的卵细胞。 腺激素处理，使之产生更多的卵细胞。 (2)冲卵本质是冲出早期胚胎。 冲卵本质是冲出早期胚胎。 冲卵本质是冲出早期胚胎 (3)对早期胚胎在体外培养到桑椹胚或囊胚阶 对早期胚胎在体外培养到桑椹胚或囊胚阶 段进行移植。 段进行移植。
三、胚胎干细胞
全能干细胞： 全能干细胞：如受精卵 按分化潜能分多能干细胞：如ES细胞 多能干细胞： 细胞 专能干细胞：如造血干细胞 专能干细胞： 1．分类 ． 胚胎干细胞： 细胞 按来源分胚胎干细胞：如ES细胞 成体干细胞：如各组织的干细胞 成体干细胞： 从体外培养的胚胎获得 从早期流产的胎儿中获得 2．来源 ． 从克隆的胚胎中获得 从成体中获得
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至____期的 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的 内细胞团或胎儿的___中分离得到的一类细胞。 中分离得到的一类细胞。 内细胞团或胎儿的 中分离得到的一类细胞 (2)图中分化程度最低的干细胞是 图中分化程度最低的干细胞是____。在体 图中分化程度最低的干细胞是 。 外培养条件下，培养液中加入____因子，可 因子， 外培养条件下，培养液中加入 因子 诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。 诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。 (3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是 在机体内， 在机体内 机体细胞中基因_____的结果。 的结果。 机体细胞中基因 的结果
一、体内受精和早期胚胎发育 1．精子、卵子的发生和受精作用 ．精子、 (1)精子、卵子发生的比较 精子、 精子
项目 场所 精子的发生 卵子的发生 睾丸的曲细精管内 雌性动物的卵巢内 初情期开始， 初情期开始，直到生 时期 胚胎时期性别分化以后 殖机能衰退
项目
精子的发生
有丝分裂
卵子的发生
――—— ——→ 精 原细胞 ――——→ 多 个 初级 卵原细胞的增殖 →初级卵母细胞 减数第一次分裂 ——― 精母细胞 ―——―→ 次级精 →形成卵泡→初 形成卵泡→ 过程 减数第二次分裂 ――—— ——→ 母细胞 ――——→ 精子细胞 级卵母细胞减数 分裂→ 分裂→成熟的卵 变形 ——―― ――→ ——――→成熟的精子 子
(3)Ⅱ过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎 Ⅱ 移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活， 移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活， 其生理基础是__________。 其生理基础是 。 (4)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小 若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小 可对Ⅱ中囊胚进行________，操作过程 牛，可对Ⅱ中囊胚进行 ， 中需要特别注意的问题是_________。 中需要特别注意的问题是 。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞 若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制， 的复制， 若某药物可抑制肝肿瘤细胞 的复制 使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期 的_______期。 期 (7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段， 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段， 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 _______细胞与骨髓瘤细胞融合 细胞与骨髓瘤细胞融合， 用_______细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛 选最终得到能分泌_______的杂交瘤细胞。 _______的杂交瘤细胞 选最终得到能分泌_______的杂交瘤细胞。
2．早期胚胎发育 ． (1)过程：受精卵 过程： 卵裂期―→桑椹胚 桑椹胚―→ 过程 受精卵―→卵裂期 卵裂期Leabharlann Baidu桑椹胚 囊胚―→原肠胚 囊胚 原肠胚 (2)各时期的特点 各时期的特点 个体发育的起点是受精卵。 ①个体发育的起点是受精卵。 卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加， ②卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加，但胚 胎总体积并不增加或略有缩小， 胎总体积并不增加或略有缩小，因此每个细 胞的体积会随分裂的进行不断缩小， 胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内 遗传物质并未减少。 遗传物质并未减少。
↓ 形成原核(精子形成雄原核 精子形成雄原核， 形成原核 精子形成雄原核，卵子完成第二 次分裂，排出第二极体后形成雌原核) 次分裂，排出第二极体后形成雌原核 ↓ 配子结合(雌 雄原核充分发育后， 配子结合 雌、雄原核充分发育后，相向移 动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组 彼此接触，二者体积缩小、合并， 核染色体合为一组) 核染色体合为一组
癌细胞 正常 改变
胚胎干细胞 核大、 核大、核 仁明显 正常
因酶活性降低， 因酶活性降低， 代谢缓慢； 无限增殖， 代谢缓慢；因 无限增殖，代 功能 色素积累， 色素积累，影 谢旺盛 响信息交流
增殖而不分 化
(2010年山东潍坊一检 下图为利用生物 年山东潍坊一检)下图为利用生物 年山东潍坊一检 技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质 奶牛的过程。请回答下列问题： 奶牛的过程。请回答下列问题：
(3)受体子宫的生理状态与供体子宫的生理状 受体子宫的生理状态与供体子宫的生理状 态相同， 态相同，供体对移植胚胎不发生免疫排斥反 能保证移植的胚胎在受体子宫中存活。 应，能保证移植的胚胎在受体子宫中存活。 (4)胚胎分割移植产生的小牛，遗传物质相同， 胚胎分割移植产生的小牛， 胚胎分割移植产生的小牛 遗传物质相同， 在进行分割时要注意将囊胚期的内细胞团均 等分割。 等分割。
(2)受精过程 受精过程 ①受精前的准备阶段 精子获能： 精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道 内完成。 内完成。 卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期， 卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期， 才具备与精子受精的能力。 才具备与精子受精的能力。
②受精阶段 获能的精子穿越放射冠(顶体内的酶释放出来 顶体内的酶释放出来， 获能的精子穿越放射冠 顶体内的酶释放出来， 直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿 直接溶解卵丘细胞之间的物质， 越放射冠的通道) 越放射冠的通道 ↓ 穿越透明带(精子与透明带接触 精子与透明带接触， 穿越透明带 精子与透明带接触，顶体酶溶解 透明带形成一条孔道，借自身运动可以穿过) 透明带形成一条孔道，借自身运动可以穿过 ↓ 进入卵黄膜(卵黄膜表面有大量的微绒毛 卵黄膜表面有大量的微绒毛， 进入卵黄膜 卵黄膜表面有大量的微绒毛，抱 合精子，精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵) 合精子，精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵
灭活的病毒、 【答案】 (1)灭活的病毒、聚乙二醇、电刺 答案】 灭活的病毒 聚乙二醇、 激等 (2)3 克隆化培养和抗体检测 (3)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 (4)胚胎分割 移植 将囊胚的内细胞团进行 胚胎分割(移植 胚胎分割 移植) 均等分割
(2009年宁夏高考题 下图为哺乳动物 年宁夏高考题)下图为哺乳动物 年宁夏高考题 的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答： 的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：
(4)胚胎移植后一定要对母牛进行是否妊娠的 胚胎移植后一定要对母牛进行是否妊娠的 检查。 检查。 (5)胚胎分割技术只是在以上技术的基础上采 胚胎分割技术只是在以上技术的基础上采 用机械方法将早期胚胎切割成2等份 等份、 等份 用机械方法将早期胚胎切割成 等份、4等份 等份等， 或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎，一 等份等 经移植获得同卵双胎或多胎， 般选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚， 般选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚， 且注意将内细胞团均等分割， 且注意将内细胞团均等分割，否则会影响分 割后胚胎的恢复和进一步发育。 割后胚胎的恢复和进一步发育。
③桑椹胚时期：细胞均未分化，细胞全能性 桑椹胚时期：细胞均未分化， 最高，是胚胎分割的最佳时期。 最高，是胚胎分割的最佳时期。 囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化， ④囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化，但 其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。 其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。 ⑤原肠胚期：出现原肠腔，个体较大的细胞 原肠胚期：出现原肠腔， 称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织， 称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织， 个体较小的细胞，称为滋养层细胞， 个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发 育成胎膜和胎盘。 育成胎膜和胎盘。
(1)细胞 的形成过程中常用的诱导因素有 细胞A的形成过程中常用的诱导因素有 细胞 ___________。 。 (2)Ⅰ过程中直接产生的 细胞可能有 细胞可能有______ Ⅰ过程中直接产生的A细胞可能有 只考虑两个细胞融合)， 种(只考虑两个细胞融合 ，经选择性培养的杂 只考虑两个细胞融合 交瘤细胞，还需要进行__________，经多次 交瘤细胞，还需要进行 ， 筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的 细胞，进行体内或体外培养。 细胞，进行体内或体外培养。
3．胚胎干细胞、衰老细胞、癌细胞特征区别 ．胚胎干细胞、衰老细胞、
衰老细胞 细胞 膜 细胞 体积 通透性改变 水分减少， 水分减少，细 胞萎缩， 胞萎缩，体积 减小 癌细胞 胚胎干细胞 糖蛋白减少， 糖蛋白减少， 黏着性降低， 黏着性降低， 无改变 易扩散 细胞小 细胞小
衰老细胞 细胞 核 形态 结构 核体积增大， 核体积增大， 染色质固缩 改变