课件46张PPT。专题3 胚胎工程
3.1 体内受精和早期胚胎发育一、胚胎工程
1.操作对象:_________或_____。
2.技术手段:体外受精、_________、_________、胚胎干细胞
培养等。
3.特点:经过处理后获得的胚胎,还需移植到_____动物体内生
产后代,以满足人类的各种需求。
4.理论基础:哺乳动物_____和_________发育的规律。 早期胚胎配子胚胎移植胚胎分割雌性受精早期胚胎二、精子和卵子的发生
1.精子的发生:
(1)场所:在_____内完成。
(2)时期:从_______开始到_____________。 睾丸初情期生殖机能衰退(3)过程:有丝分裂染色体减数第一次分裂减数第二次分裂变形(4)精子细胞变形中细胞器或物质转变为精子的结构:2.卵子的发生:
(1)场所:在雌性动物的_____内完成。
(2)时期:动物的胚胎在_________以后。 卵巢性别分化(3)过程:胎儿期卵巢内初级卵母细胞排卵前后卵巢内精子和卵子结合的过程中输卵管三、受精
1.概念:受精是_____与_____结合形成_____的过程。
2.场所:在雌性动物的_______内完成。 精子卵子合子输卵管3.受精过程:精子获能透明带卵细胞膜原核受精卵受精4.受精过程中重要的生理作用:
(1)顶体反应:获能后的精子与卵子相遇时,精子释放出_______,
直接溶解_________之间的物质,形成精子穿越_______的通路。
(2)透明带反应:精子经孔道穿越_______,接触_________,随即
产生阻止后来的_____进入透明带的生理反应。
(3)卵细胞膜反应:当精子与_________接触时,立即被卵细胞膜
表面的_______抱合,随后,_________和_________相互融合,精
子入卵。此时卵细胞膜立即发生_____________,阻止其他精子
再进入卵内。顶体酶卵丘细胞放射冠透明带卵细胞膜精子卵细胞膜微绒毛精子外膜卵细胞膜卵细胞膜反应(4)雌、雄原核形成:
①雄原核形成:精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂,随后形
成新的_____,最后形成_______。
②雌原核形成:被激活的卵子完成_______________,排出_____
_____后,形成_______。
(5)配子结合:两核充分发育后,相向移动,彼此接触,体积缩小、
合并,形成一个含___________的合子。核膜雄原核减数第二次分裂第二极体雌原核二倍染色体四、胚胎发育
过程及各阶段特点:有丝分裂增多桑椹胚不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织囊胚胎膜和胎盘原肠胚表层下方1.判断正误
(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。( )
【分析】精子的发生是从初情期开始,而卵子的发生是动物胚
胎在性别分化以后。
(2)排卵是指卵泡从卵巢中排出。( )
【分析】排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是指卵泡从卵巢中
排出。 ××(3)精子和卵子的形成过程中,MⅠ和MⅡ都是不连续的。( )
【分析】精子的形成过程中,MⅠ和MⅡ是连续的,卵子的形成过
程中,MⅠ和MⅡ是不连续的。
(4)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用。( )
【分析】一般情况下,精液中的精子只有进入雌性动物生殖道
中才能获能,而卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂中期,才
具备受精能力。
(5)不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显差别。
( )××√2.问题思考
(1)受精的标志和受精完成的标志相同吗?为什么?
提示:不相同。受精的标志是在透明带和卵细胞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。
(2)同卵双生和异卵双生有什么区别?
提示:同卵双生是指一个受精卵在第一次分裂后彼此分开,进行各自的分裂、分化形成完全相同的两个个体。异卵双生是指一次同时排出两个卵子,且同时受精形成两个受精卵,且这两个受精卵都发育成新的个体。一、精子和卵子的发生【易错提醒】(1)性原细胞与精子、卵子的产生方式不同。性原细胞经有丝分裂产生;精子(卵子)是由精(卵)原细胞经减数分裂形成的。
(2)精子和卵子的发生时间是不同的。哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备,是在出生前完成的,这是精子和卵子在发生上的区别。
(3)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的动物排出的可能是初级卵母细胞(如马、犬等),有的可能是次级卵母细胞(如猪、羊等)。【典例训练1】下图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题。(1)图中A是 ,B是 ,E是 ,阶段C是指个体发育的 (时期)。
(2)精子开始形成的时期是 ,精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是 ,该过程保留下的主要结构是 和 。
(3)当观察到第二极体时,可以表明 。
(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 (填序号)。
(5)①阶段存在的变异方式是 。【解题关键】解答本题需要明确以下两点:
(1)从图中的数据2N能够判断出卵原细胞到初级卵母细胞染色体没有减半,故属于有丝分裂。
(2)初级卵母细胞到次级卵母细胞染色体减半,为减数第一次分裂;次级卵母细胞是减数第一次分裂和减数第二次分裂的分界线。【解析】(1)图中①为有丝分裂,可增加卵原细胞的数量,卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞;③④为减数分裂,只有在受精后,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是受精,B是合子;卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期后开始的,因此阶段C为胎儿期,阶段D为初情期后。
(2)精子开始形成的时期是初情期,精原细胞经过减数分裂,即两次连续的分裂(MⅠ和MⅡ)产生精子细胞,需经过变形过程才形成精子(而卵子的形成不需要变形),细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体被保留下来。(3)当观察到第二极体时,表明卵子已经完成了受精作用。
(4)染色体着丝点分裂发生在有丝分裂和减数第二次分裂中,因此为①④。
(5)有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异,没有基因重组。
答案:(1)第一极体 合子 受精 胎儿期
(2)初情期 需要变形 细胞核 线粒体
(3)卵子已经完成了受精 (4)①④
(5)基因突变、染色体变异二、受精
1.受精的场所:输卵管。
2.受精前的两个准备:
(1)精子获能:精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此,在一般情况下,精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时,由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制,才能引起精子获能。
(2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力。3.受精阶段——四步曲:
第一步:精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障。
第二步:精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。
第四步:合子形成。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。
4.受精的意义:维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异十分重要。【易错提醒】(1)成熟的精子并不代表具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。
(2)受精标志是在透明带和卵细胞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。【典例训练2】根据哺乳动物受精过程示意图,回答下面的问题:(1)图中字母表示的结构名称是a. 、b. 、c. 。
(2)图中数字表示的过程是① 、
② 、③ 、
④ 。
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫做 。卵子一般在排出后都要在 中进一步成熟,当达到
时,才具备与精子受精的能力。 【解题关键】本题考查哺乳动物受精的过程,应结合图示和哺乳动物受精知识分析回答,注意以下两点:
(1)明确图中卵子各部分结构(如放射冠、透明带、卵细胞膜、第一极体)。
(2)精子入卵过程和以后的变化(如第二极体的形成、雄原核与雌原核的形成和雌、雄原核的融合等)。【解析】(1)据图可知a是放射冠,b是雄原核,c是雌原核。
(2)据图可判断①是精子穿越放射冠,②是精子穿过透明带,
③是精子进入卵细胞膜,④是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具备了受精能力,这个过程叫做精子获能。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。答案:(1)放射冠 雄原核 雌原核
(2)精子穿越放射冠 精子穿过透明带
精子进入卵细胞膜 雌、雄原核融合
(3)精子获能 输卵管 减数第二次分裂中期【误区警示】卵细胞形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂在受精时完成,达到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力。三、胚胎发育
1.过程(图示): 2.过程解读:受精过程的完成,标志着胚胎发育的开始。
包括以下几个阶段:
(1)起点是受精卵分裂,在输卵管内完成受精作用时即已开始,直至发育成为成熟的胎儿。
(2)卵裂期的特点:细胞有丝分裂使细胞数目增加,但胚胎总体积并不增加或略缩小,因此每个细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。
(3)桑椹胚以前的细胞均未分化,细胞都具有全能性。(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高。
(5)原肠胚的特点:个体发育中分化能力最强阶段,内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层。
(6)个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化,分化出内细胞团和滋养层细胞,囊胚之前细胞未分化,为全能细胞,囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度最高,但仍有全能性。【思维拓展】早期胚胎发育中营养物质的来源不同
(1)卵裂期和桑椹胚时期,只进行细胞分裂,不需要从外界获取营养物质,胚胎发育所需营养主要来自卵黄。
(2)囊胚期细胞开始分化,滋养层细胞从外界吸收营养物质,使胚胎继续发育。【典例训练3】下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题:(1)写出各个阶段的名称:
A: ,B: ,C: 。
(2)写出图中各标号的名称:
[2] ,[4] ,[5] ,
[7] ,[8] 。
(3)A时期的细胞具有发育上的 性,B时期开始出现
,C时期开始出现 。
(4)[2]将来发育成 。
(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的,合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是 、 。【解题关键】图中A有透明带且细胞没有分化,B透明带破裂,细胞开始分化,C无透明带,据此判断所属时期,然后分析各时期的特点。 【解析】(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。
(2)图B中1是滋养层细胞,2是内细胞团,3是透明带,4是囊胚腔;图C中5是外胚层,6是滋养层,7是原肠腔,8是内胚层。
(3)桑椹胚细胞具有全能性;囊胚开始出现细胞分化,分化为滋养层细胞和内细胞团细胞;原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层。
(4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。
(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障。答案:(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层
(3)全能 细胞分化 胚层分化
(4)胎儿的各种组织
(5)透明带反应 卵细胞膜反应【误区警示】桑椹胚的细胞具有全能性,有发育成完整胚胎的潜能。而囊胚阶段的细胞,虽然已经分化,但只要是均等分割同样能发育成完整的胚胎。课件37张PPT。3.2 体外受精和早期胚胎培养一、试管动物技术
1.概念:指通过_________使卵子和精子在_________下成熟和
受精,并通过培养发育为_________后,再经移植产生后代的技
术。
2.应用:良种动物的_________繁殖。
3.技术手段_________
_________的培养体外受精早期胚胎人工操作体外条件早期胚胎快速大量二、体外受精
1.卵母细胞的采集和培养:促性腺激素促性腺激素卵子受精小鼠卵母细胞超声波探测仪内窥镜卵巢体外获能的精子2.精子的采集和获能:手握法电刺激法获能液肝素3.受精:
(1)过程:卵母细胞MⅡ期精子获能体外受精受精卵(2)场所:获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在
_________或专用的_________中完成受精过程。获能溶液受精溶液三、胚胎的早期培养
1.培养液成分
2.培养目的:检查_________和_______的发育能力。
3.胚胎去向:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向_____
_____或_________。盐类：无机盐和有机盐
营养物质：_______、核苷酸
调节物质：维生素、激素
特有物质：_________氨基酸动物血清受精状况受精卵受体移植冷冻保存1.判断正误
(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养,精
子的采集和获能及受精等步骤。( )
(2)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获
能的精子受精。( )
【分析】采集的卵母细胞需在体外培养使其处于减数第二次
分裂中期才能与获能的精子受精。√×(3)精子与卵子的体外受精必须在特定的受精溶液或获能溶液
中进行。( )
(4)不同动物胚胎移植时间相同。( )
【分析】牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移
植;小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植;人的体外受精
胚胎,可在8个～16个细胞阶段移植。√×2.问题思考
试管婴儿是有性生殖还是无性生殖?为什么?
提示:属于有性生殖。其过程是精子和卵子在体外受精形成受精卵,由受精卵形成的早期胚胎移植到受体中。 一、试管动物与克隆动物的比较【易错提醒】(1)试管动物技术为有性生殖,克隆动物(核移植)为无性生殖;
(2)试管动物继承了双亲的遗传性状,而克隆动物的遗传物质与供核动物基本相同。【典例训练1】良种试管牛的繁殖过程是:用激素促进甲牛多排卵,然后把卵子在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是( )
A.精卵结合前都需进行培养
B.“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素
C.甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同
D.该技术可应用于加快优良种畜的繁殖【解题关键】本题是对试管牛繁殖过程的有关判断,必须明确试管牛的生殖方式是有性生殖,这是解答本题的关键。【解析】选B。对于大型动物采集的卵母细胞,都需经体外人工培养成熟后,才具备受精能力;精子也需要进行培养使其获能,故A正确。促进动物多排卵的激素是促性腺激素,故B错误。试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子,一半来自乙牛的精子,故C正确。该技术可充分发挥母畜的优良特性,可用于加快优良种畜的繁殖,故D正确。【变式训练】下列有关试管动物的说法中正确的是( )
A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
B.对动物采卵时常用的激素是促性腺激素
C.试管婴儿技术能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子
D.从雌性动物体内采集的卵子或卵母细胞均需体外培养后,才能与获能的精子受精【解析】选B。试管动物所用到的技术是体外受精和胚胎移植,有精、卵的结合过程,属有性生殖,不属克隆技术,所以不能产生精子或卵子的夫妇不能通过此方法得到自己的孩子,A、C均错;从雌性动物体内输卵管中冲取的卵子不需人工培养,可直接与获能的精子受精,故D错。二、精子的采集和获能的区别【典例训练2】(2013·济南高二检测)关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述,正确的是( )
A.精子和卵子受精后即可移入母牛子宫
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵,需培养到一定阶段才可移植
D.体外受精胚胎的工厂化生产即受精过程和胚胎发育只需在体外进行【解题关键】解答本题要注意:
(1)采集的卵母细胞必须培养到减Ⅱ中期才能与获能的精子受精;
(2)成熟卵子和获能精子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。【解析】选C。卵母细胞要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,受精卵发育到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植,移植入母体后继续发育形成幼体产出。【误区警示】采集的卵母细胞需在体外人工培养成熟后、精子需获能后才能受精;受精卵需在体外培养到一定阶段才能植入母体。三、胚胎的早期培养
1.发育培养液的用途:精子与卵子在体外受精后,用于受精卵的继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力,当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。2.胚胎早期培养液(发育培养液)成分与动物细胞培养液成分的比较:3.试管牛工厂化生产流程图:【易错提醒】(1)动物细胞培养与胚胎的早期培养所依据的原理不同:前者依据细胞的生长和增殖,后者依据细胞的生长、增殖和分化。
(2)动物细胞培养与胚胎的早期培养的目的不同:
前者的目的:①大规模生产重要的生物制品;②用于检测有毒物质;③用于生理、病理、药理等方面的研究。
后者的目的:①检查受精状况和受精卵的发育能力;②当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。【典例训练3】(2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示,若要培育成功,下列叙述正确的是( )A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内【解题关键】本题考查试管动物的培育过程,解答本题需明确两点:
(1)受精前需使精子获能,而不是使精子成熟;
(2)使精子获能的获能液与培养早期胚胎的发育培养液成分不同。【解析】选A。甲为获取卵母细胞的过程,用促性腺激素处理母山羊,使其超数排卵;乙过程的目的之一是促进卵母细胞成熟到减数第二次分裂中期和使精子获能,而不是使精子成熟;乙过程中使精子获能需要获能溶液,丙过程为培养早期胚胎,需用发育培养液,两者成分不同;丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内。【变式训练】以下是师生共同制订并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术的流程,其正确顺序应是( )
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”工厂化生产的技术流程图
④受精
⑤胚胎的早期培养
A.①②③④⑤ B.①②④⑤③
C.①②④③⑤ D.①②⑤③④【解析】选B。本题考查“试管牛”的体外受精和早期胚胎培养的程序。一般流程是先获取卵母细胞和精子并处理,再经受精后,进行早期胚胎培养,并画出流程图。课件43张PPT。3.3 胚胎工程的应用及前景一、胚胎移植
1.概念:早期胚胎体外受精同种的生理状态提供胚胎接受胚胎2.意义:
(1)充分发挥雌性优良个体的_________;
(2)大大缩短了供体本身的_________,增加供体一生繁殖后代
的数量。繁殖潜力繁殖周期3.生理学基础及相应意义:生理变化生理环境母体子宫游离收集免疫排斥生理和组织遗传特性4.基本程序和方法:
(1)程序:
(2)方法:_______和非手术法。人工授精检查 培养 胚胎移植检查 手术法二、胚胎分割
1.概念:同卵双胎相同的遗传物质2.操作程序:
(1)选择胚胎:选择发育良好、形态正常的_______或_____,将
其移入盛有_______的培养皿中。
(2)分割胚胎:用_______或_________将胚胎切开,吸出其中的
_________,注入预先准备好的_________中,或直接将_______
移植入受体。
3.囊胚分割要求:内细胞团_________,否则会影响分割后胚胎
的恢复和进一步发育。桑椹胚囊胚操作液分割针分割刀片半个胚胎空透明带裸半胚均等分割三、胚胎干细胞
1.来源:由_________或_________中分离出来的一类细胞。
2.特点:
(1)形态上:_____小、_______大、_____明显。
(2)功能上:具有发育的_______。
(3)体外培养条件下,可以_____而不发生_____。对它可以进行
冷冻保存,也可进行遗传改造。早期胚胎原始性腺体积细胞核核仁全能性增殖分化3.主要用途:
(1)用于治疗人类的_________。
(2)培育出_____________。
(3)揭示_________和_________的机理。
(4)用于哺乳动物的_________和发育规律的研究。某些顽症人造组织器官细胞分化细胞凋亡个体发生1.判断正误
(1)胚胎移植时,可以将早期胚胎移植到不同种的雌性动物的
子宫内。( )
【分析】胚胎移植时只能移植到同种雌性动物的子宫中。×(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位
置的转移。( )
【分析】胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件的一
致性密切相关。只有供、受体生理环境条件高度一致,移入受
体的胚胎才能被接受,并继续发育。所以可以把胚胎移植简单
概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(3)在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割。( )
【分析】在对囊胚进行分割时,要将内细胞团均等分割。
(4)胚胎分割可看做无性繁殖。( )√×√2.问题思考
(1)胚胎移植的繁殖方式一定是有性繁殖吗?为什么?
提示:不一定。胚胎移植的繁殖方式取决于胚胎是由受精卵形成的,还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的。若由受精卵形成的,则为有性繁殖,否则为无性繁殖。
(2)胚胎移植时为什么两次使用激素?
提示:第一次用激素对供、受体进行同期发情处理,第二次用激素用于供体的超数排卵。一、胚胎移植
1.获取胚胎供体的方法:
(1)雌性动物体内的早期胚胎。
(2)通过体外受精和早期胚胎的培养得到。
(3)通过哺乳动物体细胞核移植及培养得到。2.胚胎移植成功与否的两个重要条件:
(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。
(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同:
①供、受体雌性动物的发情时间一致;
②移入受体子宫内胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。3.胚胎移植的基本程序(以牛胚胎移植为例):4.胚胎移植的意义:
(1)加速育种工作和品种改良。
(2)节省大量购买种畜的费用。
(3)一胎多产。
(4)保存优良品种资源和濒危物种。
(5)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力:
①大大缩短了供体本身的繁殖周期。
②增加供体一生繁殖后代的数量。
5.地位:是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。【思维拓展】(1)供体公、母畜和受体母畜的选择要求不同。供体公、母畜应该是人类所需具有优良遗传性状的个体,而受体母畜必须具有正常的孕育、生殖后代的能力。
(2)同期发情处理的目的:在胚胎移植操作中应对供体和受体母畜进行同期发情处理,使它们的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功的关键。
(3)胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵。【典例训练1】(2012·江苏高考改编)通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D.早期胚胎需移植到与供体生理状态相同的代孕母牛体内【解题关键】解答本题应明确:
(1)同期发情处理的目的是使供受体的生理状态同步或一致,需要注射激素,对供体母牛超数排卵用促性腺激素处理。
(2)早期胚胎移植到受体,在受体体内存活,必要的条件是不能和受体产生免疫排斥反应,所以受体与供体生理状态相同。【解析】选D。A错误,对供体和受体母牛要进行同期发情处理,但不一定是相同激素处理。B错误,受精和胚胎的早期培养可以在体内进行。C错误,对冲卵获得的早期胚胎检查合格后方可移植。D正确,早期胚胎需移植到与供体生理状态相同的代孕母牛体内。【变式训练】下列对于优良种畜胚胎移植的说法,不正确的是
( )
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同物种的具有生殖能力的普通健康牛
【解析】选B。胚胎移植是繁育优良种畜的最后一道工序,所提供精子和卵子的供体必须是同种的良种,而受体母牛可以是同物种的、具有生殖能力的普通健康牛。二、胚胎分割
1.胚胎分割的基础:
2.特点:每个后代具有相同的遗传特性。
3.胚胎的选择:发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。4.过程:5.意义:加快繁殖速度,提高了胚胎的利用率。
6.注意事项:
(1)对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团,若分割不均,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。
(2)分割的份数越多,每一份的细胞数会越少,不但难以做到均等分割,而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此,分割的份数越多,技术难度会越大,移植后的恢复和发育的难度会越大,移植成功率自然会降低。【典例训练2】下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题:(1)填出图中字母所代表的结构名称:A.__________________;
B.________________;C.______________;D.______________。
(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称:甲__________________;
乙 ;丙 。进行乙过程时,所取的样本是 。
(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是__________________,
本过程的技术关键是 。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但仍然存在一些
问题,如刚出生的动物__________________________________,
上还存在着差异等;目前,成功率较高的是 ,
成功的比例很小。【解题关键】解答本题需明确以下两点:
(1)识别囊胚的结构、牛胚胎性别鉴定及分割示意图;
(2)胚胎分割的过程及技术手段,了解目前胚胎分割技术的现状。【解析】(1)本题表示牛的囊胚分割示意图,囊胚内有一个大的空腔——囊胚腔(A),囊胚外面包着透明带(B),透明带里面是囊胚的滋养层(C)和内细胞团(D)。
(2)(3)胚胎分割所用的主要仪器是实体显微镜和显微操作仪。进行胚胎分割时,要用分割针或分割刀片将胚胎切开,要注意将内细胞团均等分割,以便于分割后胚胎的恢复和进一步发育;另一方面,根据需要,可以用分割针切去一小部分囊胚(不含内细胞团),取其滋养层细胞,做DNA分析性别鉴定,以便于获得健康的个体或已知性别的个体(如图中乙)。(4)胚胎分割技术虽然在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如刚出生的动物体重偏轻,毛色和斑纹上还存在着差异等。实践证明采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的,目前最常见的是经分割产生的同卵双胎,同卵多胎的成功比例较小。
答案:(1)囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团
(2)胚胎分割 做DNA分析性别鉴定
胚胎移植 滋养层
(3)实体显微镜和显微操作仪 将内细胞团均等分割
(4)体重偏轻 毛色和斑纹 同卵双胎 同卵多胎【误区警示】胚胎分割,要借助实体显微镜和显微操作仪,用分割针或分割刀将胚胎切开,并将分开的胚胎吸出,而不能用镊子取出且分割时要将内细胞团均等分割,保证分割移植后的每一份胚胎正常发育。三、胚胎干细胞
1.干细胞种类:2.胚胎发育过程中不同干细胞发育分化过程:受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞
3.干细胞的获得途径:
(1)从体外培养的早期胚胎获得;
(2)从早期流产的胎儿获得;
(3)从克隆的胚胎获得;
(4)从成体获得。【思维拓展】正确理解胚胎干细胞的功能
理论上讲,ES细胞可以分化成各种组织细胞,并可形成各种器官。但是,目前从ES细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不是十分清楚,这限制了ES细胞的临床应用。【典例训练3】(2012·天津高考)下列有关干细胞的叙述,错误的是( )
A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C.组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程
D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病
【解题关键】解答本题的关键是明确:胚胎干细胞具有全能性,不但能增殖,而且也能分化。【解析】选B。自体干细胞不属于异物,不会引起自身的免疫排斥反应,故A选项正确;胚胎干细胞具有全能性,在体外培养可以增殖、分化,故B选项错误;组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程,故C选项正确;造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病,故D选项正确。【误区警示】胚胎干细胞具有发育的全能性,即具有形成机体的任何组织或器官,直至形成完整个体的潜能,在体外培养可以增殖、分化。造血干细胞为多能干细胞可分化出多种血细胞。
