胚胎工程生物

大一輪復(fù)習(xí)第53講課標(biāo)要求1.簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過(guò)了受精及早期發(fā)育等過(guò)程。2.簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)。操作對(duì)象技術(shù)種類(lèi)工程實(shí)質(zhì)理論基礎(chǔ)動(dòng)物生殖細(xì)胞、受精卵、早期胚胎細(xì)胞體外受精、胚胎移植、胚胎分割在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律

胚胎工程是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿(mǎn)足人類(lèi)的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。任務(wù)1

結(jié)合胚胎工程的概念完成下列表格：一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)獲能MⅡ期透明帶透明帶卵細(xì)胞膜卵細(xì)胞膜雌、雄原核任務(wù)2

閱讀教材P56-57，梳理自然受精的過(guò)程：受精的標(biāo)志受精完成的標(biāo)志一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)思考：1.精子獲能的方法有哪些？2.精卵相互識(shí)別的體現(xiàn)細(xì)胞膜什么功能？3.哪些生理反應(yīng)可以防止多精入卵？4.精卵融合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？①自然：直接利用雌性動(dòng)物的生殖道②胚胎工程：培養(yǎng)在人工配制的獲能液細(xì)胞間的信息交流（細(xì)胞膜上的糖蛋白有識(shí)別作用）細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性一是透明帶發(fā)生生理反應(yīng)，二是卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反應(yīng)。有絲分裂增多并不增加子細(xì)胞形成致密的細(xì)胞團(tuán)胎兒的各種組織胎膜和胎盤(pán)表面的細(xì)胞層向內(nèi)遷移的細(xì)胞任務(wù)3

閱讀教材P58，梳理胚胎早期發(fā)育的過(guò)程：①

的細(xì)胞和

的細(xì)胞都具有全能性。②卵裂時(shí)胚胎中有機(jī)物的含量

，但有機(jī)物的種類(lèi)

；胚胎總DNA含量

，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量

。桑葚胚囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)不斷減少增加增多保持穩(wěn)定討論：(1)表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高?馬的胚胎進(jìn)人子宮時(shí)，發(fā)育程度最高，它處于囊胚階段。

思考·討論

不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較不同動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間有明顯的差異。（2）將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時(shí)，應(yīng)選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎?如果換成牛又該怎樣處理?小鼠應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑葚胚階段的胚胎進(jìn)行移植。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。

思考·討論

不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較(3)不同動(dòng)物胚胎進(jìn)入子宮所處的時(shí)期不同，為胚胎工程提供了什么啟示？體外受精形成的胚胎，發(fā)育到一定階段方可移植到子宮中。

思考·討論

不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較任務(wù)1

閱讀教材P60，分析體外受精技術(shù)：1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個(gè)步驟？2.卵母細(xì)胞的培養(yǎng)目的是什么？3.精子與卵細(xì)胞如何完成體外受精？4.受精卵如何培養(yǎng)？5.體外受精技術(shù)的意義是什么？

二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟卵母細(xì)胞只有培養(yǎng)到MⅡ期,才具備與精子受精的能力在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程早期胚胎培養(yǎng)的基本條件：①營(yíng)養(yǎng)條件、②無(wú)菌、無(wú)毒③適宜的溫度、pH和滲透壓、④適宜的氣體環(huán)境①是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施②為胚胎移植提供可用的胚胎比較試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物有性生殖無(wú)性生殖體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植來(lái)自雙親主要來(lái)自核供體

指將通過(guò)

得到的胚胎，移植到

、

的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同任務(wù)2

閱讀教材P61-62，分析胚胎移植技術(shù)：二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1.什么是胚胎移植？①對(duì)供、受體母牛進(jìn)行選擇，并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理③配種或人工授精②供體母牛超數(shù)排卵④胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存⑤胚胎移植⑥妊娠檢查2.簡(jiǎn)述牛胚胎移植的過(guò)程。3.同期發(fā)情處理的目的是什么？怎么處理？確保供體和受體的生殖器官處于相同的生理狀態(tài)，使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。(雌激素、孕激素)(1)源于選擇性必修3P62“相關(guān)信息”：超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源

，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。(2)源于選擇性必修3P62“思考·討論”：胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)教材隱性知識(shí)促性腺激素同種動(dòng)物生理變化游離免疫排斥遺傳特性①充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的

。②大大縮短了

本身的繁殖周期。③對(duì)供體施行

處理后，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。供體：提供胚胎的個(gè)體產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎職能：受體：接受胚胎的個(gè)體承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)職能：

胚胎移植是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。繁殖潛力供體超數(shù)排卵4.胚胎移植技術(shù)的意義是什么？動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性。所以胚胎分割的時(shí)期為桑椹胚或囊胚。二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用任務(wù)3

閱讀教材P61-62，分析胚胎分割技術(shù)：思考：1.胚胎分割的理論基礎(chǔ)是什么？為什么不用桑椹胚之前和囊胚之后的細(xì)胞組織進(jìn)行胚胎分割？

因?yàn)榕咛シ指钍遣捎脵C(jī)械分割的方式，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷，所以要求細(xì)胞團(tuán)有足夠的能力去修復(fù)其損傷，還要保持細(xì)胞的全能性。桑椹胚之前的細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞數(shù)量少，不足以修復(fù)胚胎分割所造成的創(chuàng)傷；囊胚期以后細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)程度比較高的分化，全能性降低。？二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用任務(wù)3

閱讀教材P61-62，分析胚胎分割技術(shù)：思考：2.分割囊胚階段的胚胎時(shí)要注意什么？3.胚胎移植前進(jìn)行性別鑒定的方法？將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析問(wèn)題:為什么要取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行分析和鑒定？①滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎盤(pán)和胎膜，不發(fā)育胎兒的組織或器官，不會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生影響。②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來(lái)自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質(zhì)。分析胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，

成為廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種。科研工作者通過(guò)胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：關(guān)鍵能力提升(1)請(qǐng)將圖中的內(nèi)容補(bǔ)充完整。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)在胚胎移植前為什么對(duì)供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理？使供體和受體生殖器官的生理變化同步，為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植(3)為了獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞，可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理？可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植(4)在進(jìn)行體外受精操作之前，還要對(duì)獲得的卵母細(xì)胞和精子進(jìn)行怎樣的處理？要對(duì)采集到的卵母細(xì)胞進(jìn)行成熟培養(yǎng)(培養(yǎng)至MⅡ期)，對(duì)采集到的精子進(jìn)行獲能處理。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植同期發(fā)情使用的激素同期發(fā)情的關(guān)鍵是控制黃體期的壽命，而控制黃體期壽命的方法大體有兩種，一種是施用孕激素，另一種是施用前列腺素，這兩種激素都能夠打斷母牛的自然發(fā)情周期，但原理不同。孕激素的作用原理是，給母牛使用孕激素后，使其血液中的孕激素保持較高水平，從而抑制了卵巢中卵泡的生長(zhǎng)發(fā)育和發(fā)情，使母牛老是處于人為的黃體期。前列腺素是通過(guò)溶解卵巢中的黃體，降低母牛自身產(chǎn)生的孕激素的水平，中斷黃體期，從而提前進(jìn)入卵泡期，這樣就縮短了發(fā)情周期，使發(fā)情期提前到來(lái)。拓展提升一、過(guò)教材1.下列關(guān)于受精和早期胚胎發(fā)育的敘述，錯(cuò)誤的是A.一般情況下，卵子在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MⅡ期時(shí)，才具備受精的能力B.受精時(shí)，透明帶和卵細(xì)胞膜都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的生理反應(yīng)以防止多精入卵C.受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核D.卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加E.胚胎在囊胚階段開(kāi)始分化，其中的滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)F.桑葚胚從透明帶中伸展出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為“孵化”√√卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目在不斷增加，而有機(jī)物的總量因?yàn)榧?xì)胞呼吸消耗而減少，D錯(cuò)誤；囊胚從透明帶中伸展出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為“孵化”，F(xiàn)錯(cuò)誤。2.胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割等技術(shù)手段。下列敘述正確的是A.體外受精前需對(duì)卵母細(xì)胞和精子分別進(jìn)行成熟培養(yǎng)和獲能處理B.胚胎移植的供體需具有遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)的特點(diǎn)C.胚胎移植前，需要使用孕激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理D.胚胎移植前取內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞做DNA分析鑒定性別E.胚胎移植過(guò)程，需對(duì)優(yōu)良供體和健康受體進(jìn)行同期發(fā)情處理F.胚胎移植中的供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)√√√G.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)移H.胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力I.通過(guò)二等份胚胎分割得到的兩個(gè)個(gè)體具有相同的基因型和表型J.胚胎分割時(shí)，需對(duì)處于原腸胚階段的胚胎進(jìn)行均等分割K.采用胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎，可以看作動(dòng)物的有性繁殖√√胚胎移植前，需要使用外源促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理，C錯(cuò)誤；胚胎移植前通常取囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析，鑒定性別，D錯(cuò)誤；受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，因此胚胎移植中不需要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查，F(xiàn)錯(cuò)誤；通過(guò)二等份胚胎分割得到的兩個(gè)個(gè)體具有相同的基因型，但表型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果，因此表型可能不同，I錯(cuò)誤；在進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，J錯(cuò)誤；采用胚胎分割技術(shù)獲得的個(gè)體，沒(méi)有經(jīng)歷生殖細(xì)胞的融合，屬于無(wú)性繁殖，K錯(cuò)誤。二、過(guò)高考(2022·全國(guó)甲，38節(jié)選)某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊，為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代，該牧場(chǎng)利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，其原因是__________________

；精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法，誘導(dǎo)精子獲能的藥物是

(答出1點(diǎn)即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞，因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到

時(shí)才具備與精子受精的能力。剛排出的精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能受精肝素或Ca2＋載體MⅡ期(2)請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作，以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是_________________________________