1、第39課時(shí)胚胎工程,考點(diǎn)122借圖比較法精子和卵子的發(fā)生及受精作用,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(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)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，形成兩個(gè)第二極體。有的哺乳動(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

2、動(dòng)物的體型大小無(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黃膜。排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。 5受精的標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體，而受精完成的標(biāo)志為雌雄原核的融合。,【對(duì)位訓(xùn)練】1(2014開平質(zhì)檢)下列有關(guān)受精作用及胚發(fā)育的說(shuō)法中，不正確的是() A觀察卵子是否受精的重要標(biāo)志是卵細(xì)胞膜和透明帶之間是否出現(xiàn)兩個(gè)極體 B防止多精入卵的兩道屏障是頂體反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng) C標(biāo)志著受精作用完成

3、的是兩原核融合形成合子 D胚胎從透明帶內(nèi)伸展出來(lái)的過程稱為孵化 【答案】B 【解析】哺乳動(dòng)物防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。,1體外受精 (1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以及家畜豬、羊等：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。 大家畜或大型動(dòng)物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞或直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取，然后在體外進(jìn)行人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能精子受精。,考點(diǎn)123關(guān)注新技術(shù)手段體外受精和早期胚胎培養(yǎng),(2)精子的采集和獲能 收集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。 精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)法(

4、嚙齒動(dòng)物、家兔、豬等)和化學(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)。 (3)體外受精 獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。,2早期胚胎發(fā)育 (1)過程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚 (2)圖示,【特別提醒】 1體外受精時(shí)，精子與卵子在體外結(jié)合前，需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，并將卵母細(xì)胞培養(yǎng)成熟至減數(shù)第二次分裂中期。 2胚胎發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵，發(fā)育過程中的細(xì)胞分裂均為有絲分裂。 3桑椹胚細(xì)胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳時(shí)期。,4囊胚是開始分化的階段，分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤

5、等結(jié)構(gòu)和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞發(fā)育成胎兒，該階段還可進(jìn)行胚胎分割。 5孵化囊胚后期，透明帶破裂，胚胎伸展出來(lái)；原腸胚早期還保留縮小的囊胚腔，最后消失。,【對(duì)位訓(xùn)練】 2(2015湛江質(zhì)檢)下圖利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是(),A胚胎移植可以定向改造動(dòng)物遺傳性狀，需移植到發(fā)情的母牛子宮內(nèi)發(fā)育 BA細(xì)胞不一定是受精卵細(xì)胞 C兩個(gè)胚胎具有不同遺傳物質(zhì) D圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段 【答案】B,考點(diǎn)124關(guān)注生物科技新技術(shù)胚胎工程的應(yīng)用及前景,【特別提醒】,3促性腺激素兩次使用：同期發(fā)情處理；超數(shù)排卵。 4兩次檢查：收集胚胎檢查；移植后是否妊娠檢查。 5沖卵含義：沖出早期

6、胚胎，不是沖出卵子。 6對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(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。,【對(duì)位訓(xùn)練】 3(2014五邑月考)牛胚胎移植的基本程序如下圖所示，請(qǐng)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(shí)期是_，理由是_。 (4)從哺乳動(dòng)物早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞，這類細(xì)胞的形態(tài)特征是_。 (5)你認(rèn)為胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的主要意義有哪些？ _。,【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

7、體質(zhì)和健康的繁殖能力(3)胚胎分割移植桑椹胚和囊胚期此時(shí)還未出現(xiàn)細(xì)胞分化或分化程度低(4)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯(5)胚胎移植技術(shù)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度，迅速推廣新品種,【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(nèi)已經(jīng)開始發(fā)育的受精卵取出的沖卵過程，c是將符合移植要求的早期胚胎移植到受體母畜子宮內(nèi)的胚胎移植過程。(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)育的場(chǎng)所，所以受體母牛應(yīng)具有健康的體質(zhì)和健康的繁殖能力。(3)因在桑椹胚和囊胚期的細(xì)胞還未開始分化或分化程度低，所以應(yīng)在此時(shí)期進(jìn)行胚胎分割。(4)因受精卵早期的分裂速度

8、很快，細(xì)胞來(lái)不及生長(zhǎng)，下一次分裂就開始，所以形成的胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)的特點(diǎn)是細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。,考綱能力利用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐的能力 【考題1】(2013東莞模擬)如圖所示為科學(xué)家培育熒光鼠的設(shè)計(jì)思路。,1.胚胎工程及其實(shí)踐應(yīng)用,依據(jù)設(shè)計(jì)程序，回答下列問題。 (1)科學(xué)家在過程A中對(duì)天然質(zhì)粒做的修飾改造是_，基因X與水母基因組文庫(kù)中的熒光基因相比，堿基的數(shù)量和排列順序是否完全相同？_。B過程用到的工具酶有_。 (2)E過程為體外受精，卵子的狀態(tài)應(yīng)達(dá)到_期才能與獲能后的精子完成受精。G過程應(yīng)用的技術(shù)稱為_，該過程要用激素處理代孕成鼠，目的是讓代孕成鼠_。,(3)檢測(cè)熒光

9、小鼠細(xì)胞內(nèi)是否含有基因X，在分子水平上通常用_作探針；判斷轉(zhuǎn)基因熒光鼠熒光基因的成功表達(dá)在個(gè)體水平上應(yīng)檢測(cè)_。 (4)如果想一次繁殖多只轉(zhuǎn)基因鼠，則需要在過程G中實(shí)施_技術(shù)，該操作一般在胚胎發(fā)育至_期進(jìn)行。 【答案】(1)添加終止子不完全相同限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶(2)減數(shù)第二次分裂中(M)胚胎移植達(dá)到同期發(fā)情(3)熒光標(biāo)記的基因X小鼠身體是否有熒光(4)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚,【解析】(1)基因工程最常用的載體是質(zhì)粒。但是天然質(zhì)粒往往不能滿足作為載體必須具備的各項(xiàng)要求，因此需要根據(jù)不同的目的和需要，對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行人工改建，如題中所給的天然質(zhì)粒缺少終止子。獲取目的基因的方法之一是從基因文

10、庫(kù)中提取cDNA文庫(kù)屬于部分基因文庫(kù)，其中的基因與基因文庫(kù)中的基因相比缺乏內(nèi)含子等結(jié)構(gòu)，所以二者的堿基數(shù)量和排列順序不完全相同。在基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中需要用到的工具酶包括限制酶和DNA連接酶。,(2)E過程為體外受精，卵子應(yīng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期才能與獲能后的精子完成受精。受精卵經(jīng)過培養(yǎng)形成早期胚胎，經(jīng)G過程(胚胎移植)被植入代孕成鼠子宮內(nèi)發(fā)育。該過程要用激素處理代孕為鼠，目的是讓代孕成鼠達(dá)到同期發(fā)情狀態(tài)。(3)在基因工程中檢測(cè)目的基因的導(dǎo)入是否成功，需要檢測(cè)熒光大小鼠細(xì)胞內(nèi)是否含有基因X，在分子水平上常用DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通常用熒光標(biāo)記的基因X作探針。判斷轉(zhuǎn)基因熒光鼠身體是否有

11、熒光。(4)如果想一次繁殖多只轉(zhuǎn)基因鼠，則需要利用胚胎分割移植技術(shù)，對(duì)發(fā)育到桑椹胚或囊胚時(shí)期的早期胚胎進(jìn)行切割和移植。,2.胚胎工程與基因工程綜合考查,考綱能力知識(shí)之間橫向聯(lián)系能力 【考題2 】一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥(常染色體隱性遺傳病)患兒。在他們欲生育第二胎時(shí)，發(fā)現(xiàn)妻子的雙側(cè)輸卵管完全堵塞，不能完成體內(nèi)受精。醫(yī)生為該夫婦實(shí)施了體外受精和產(chǎn)前基因診斷，過程如圖。,請(qǐng)回答； (1)過程是指在體外進(jìn)行的_處理，從而使精子與卵子結(jié)合形成受精卵；過程稱為_。 (2)在對(duì)胎兒進(jìn)行鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷時(shí)，要先從羊水中的胎兒細(xì)胞提取物質(zhì)_進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后用Mst 對(duì)擴(kuò)

12、增產(chǎn)物進(jìn)行切割，產(chǎn)生多個(gè)片段的酶切產(chǎn)物。據(jù)此判斷，Mst 是一種_酶。 (3)不同長(zhǎng)度的酶切產(chǎn)物在電泳時(shí)移動(dòng)的速率不同，形成不同的電泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如，據(jù)此判斷該胎兒為_(填“正常”“患者”或“攜帶者”)。,【答案】(1)精子獲能胚胎移植 (2)DNA限制性核酸內(nèi)切 (3)正常 【解析】分析題中過程圖可發(fā)現(xiàn)：過程指的是精子獲能處理，代表胚胎移植；在產(chǎn)前基因診斷時(shí)，要先從羊水中的胎兒細(xì)胞提取DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后用限制性核酸內(nèi)切酶Mst進(jìn)行切割，以得到多種不同長(zhǎng)度的酶切產(chǎn)物(基因)；分析電泳帶譜可判斷，胎兒不含致病基因，表現(xiàn)應(yīng)該正常。,【典例1】下圖表示

13、蛙的受精卵發(fā)育至囊胚的過程中，DNA總量、每個(gè)細(xì)胞體積、所有細(xì)胞體積之和、有機(jī)物總量的變化趨勢(shì)(橫坐標(biāo)為發(fā)育時(shí)間)。其中正確的是(),1.對(duì)卵裂過程中物質(zhì)的量變化及胚胎工程中知識(shí)點(diǎn)模糊不清,AB CD 【答案】A,【解析】蛙受精卵發(fā)育至囊胚的過程中，由于細(xì)胞不斷分裂，故DNA的總量逐漸增多；又因細(xì)胞分裂所需的營(yíng)養(yǎng)全部來(lái)自卵黃，并非來(lái)自外界，故分裂后的細(xì)胞體積越來(lái)越小。事實(shí)上，由于細(xì)胞分裂等生命活動(dòng)的消耗，其有機(jī)物總量會(huì)減少。,錯(cuò)因分析對(duì)卵裂過程中總體積基本不變和不能從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)不清楚。,糾錯(cuò)筆記(1)對(duì)卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清 卵裂階段的細(xì)胞分裂方式有絲分裂。

14、 受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個(gè)細(xì)胞體積減小。 伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。 該過程中有機(jī)物總量減少，因?yàn)橐恢焙粑牡粡耐饨缥铡?(2)對(duì)胚胎工程中一些說(shuō)法辨析不清 精子發(fā)生場(chǎng)所睪丸曲細(xì)精管； 卵子發(fā)生場(chǎng)所卵巢和輸卵管； 受精場(chǎng)所輸卵管； 發(fā)育場(chǎng)所輸卵管和子宮。 精子發(fā)生時(shí)間及特點(diǎn)初情期后，兩次分裂連續(xù)進(jìn)行； 卵子發(fā)生時(shí)間及特點(diǎn)胚胎性別分化以后，兩次分裂不連續(xù)。,受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志不是一回事。 胚胎發(fā)育過程中開始分化的階段是囊胚，可以移植或分割的階段為桑椹胚和囊胚。 防止多精入卵的兩道屏障的名稱透

15、明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用。 體外受精易怱視“精子獲能”和“卵子成熟”問題。,【典例2】(創(chuàng)新預(yù)測(cè)題)自然情況下，牛的生育率很低，通過現(xiàn)代生物科技手段，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請(qǐng)根據(jù)提示，回答下列問題： (1)使一頭良種雄性黃牛在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代，最簡(jiǎn)便的方法是_。,2.對(duì)試管嬰兒、設(shè)計(jì)試管嬰兒與克隆技術(shù)辨析不清,(2)現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛，采用胚胎移植的方法，可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。其操作過程中需要用激素對(duì)該良種母牛(供體)和代孕母牛(受體)進(jìn)行_處理，還要用激素使供體母牛_。胚胎收集的過程也叫做_。用于移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到_或_階段。 (3)采用試管動(dòng)物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是體外受精和_。體外受精主要包括_、_和_等幾個(gè)主要步驟。,【答案】(1)人工授精 (2)同期發(fā)情超數(shù)排卵沖卵桑椹胚囊胚 (3)早期胚胎的培養(yǎng)卵母細(xì)胞的采集精子的采集和獲能(精子的獲取)受精 【解析】(1)通過人工授精的方法，可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進(jìn)行前，首先要對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，同時(shí)還要用激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵；人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行