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1、第第34讲讲胚胎工程胚胎工程考点胚胎工程考点胚胎工程一、胚胎发育一、胚胎发育1.受精作用受精作用(1)受精作用的受精作用的过过程：精卵程：精卵、精精子子附附着着于于卵卵膜膜、精卵精卵融合、精融合、精细细胞核与卵胞核与卵细细胞核胞核等等几几个个阶阶段。其中段。其中是是实质阶实质阶段。段。(2)精卵精卵细细胞胞有特异性相互有特异性相互识别识别的的是是同同种种动动物精卵受精物精卵受精发发生的原因之一。生的原因之一。识别识别质质膜膜融合融合核融合核融合表面表面糖蛋白糖蛋白2.胚胎早期发育的过程胚胎早期发育的过程糖蛋白糖蛋白增多增多不增加或略有不增加或略有缩缩小小全能性全能性胎儿的各种胎儿的各种组织组织
2、附属附属结结构构胎胎盘盘中胚中胚层层二、胚胎工程二、胚胎工程1.胚胎工程胚胎工程(1)含含义义：在：在过过程中程中进进行的行的操作技操作技术术。(2)技技术术：主要包括体外受精，：主要包括体外受精，、胚胚胎胎移移植植、胚胎干、胚胎干细细胞培养等。胞培养等。(3)研究研究对对象：主要限定于高等脊椎象：主要限定于高等脊椎动动物，特物，特别别是是。胚胎胚胎发发育育胚胎胚胎胚胎体外培养胚胎体外培养胚胎分割胚胎分割哺乳哺乳动动物物2.体外受精和胚胎体外培养体外受精和胚胎体外培养3.胚胎移植胚胎移植获获能能精子精子成熟成熟卵子卵子系列系列培养液培养液早期早期胚胎胚胎体外受精体外受精胚胎体外培养胚胎体外培养
3、良种良种超数超数排卵排卵早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植同期同期发发情受体情受体供体后代供体后代4.胚胎分割胚胎分割5.胚胎干细胞胚胎干细胞(1)来源：囊胚来源：囊胚中分离。中分离。(2)培养：培养：早期早期胚胎胚胎切割切割针针酶酶处处理理囊胚期囊胚期内内细细胞胞团团早期早期胚胎胚胎内内细细胞胞团团胚胎胚胎干干细细胞胞饲饲养养层层1.(2012浙浙江江高高考考)下下列列关关于于高高等等哺哺乳乳动动物物受受精精与与胚胚胎胎发发育育的的叙叙述述，正确的是正确的是()A.绝绝大多数精卵大多数精卵细细胞的胞的识别识别具有物种特异性具有物种特异性B.卵裂球卵裂球细细胞的体胞的体积积随分裂次数增加而不断增
4、大随分裂次数增加而不断增大C.囊胚的滋养囊胚的滋养层细层细胞具有胞具有发发育全能性育全能性D.原原肠肠胚胚发发育分化形成内外两个胚育分化形成内外两个胚层层解解析析同同种种动动物物的的精精卵卵细细胞胞的的表表面面有有特特异异性性相相互互识识别别的的蛋蛋白白，这这是是同同种种动动物物的的精精卵卵能能结结合合的的原原因因之之一一，A正正确确；受受精精卵卵不不断断进进行行细细胞胞分分裂裂即即卵卵裂裂，卵卵裂裂产产生生的的细细胞胞团团称称卵卵裂裂球球，随随着着卵卵裂裂次次数数的的增增多多，细细胞胞逐逐渐渐变变小小，B错错误误；滋滋养养层层细细胞胞只只发发育育成成哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎外外结结构构，不不
5、具具有有发发育育的的全全能能性性，即即不不能能分分化化出出成成体体动动物物的的所所有有组组织织和和器器官官，C错错误误；原原肠肠胚胚已已分分化化出出外外、中中、内内三个胚层，三个胚层，D错误。错误。答案答案A2.(2011浙浙江江高高考考)培培育育“试试管管山山羊羊”的的基基本本过过程程如如图图所所示示，若若要要培育成功，下列叙述正确的是培育成功，下列叙述正确的是()A.甲甲过过程中可通程中可通过给过给母山羊注射有关激素使其超数排卵母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙乙过过程的目的之一是促程的目的之一是促进进卵母卵母细细胞和精子的成熟胞和精子的成熟C.丙丙过过程与乙程与乙过过程中程中应应采用相
6、同成分的培养液采用相同成分的培养液D.丁丁过过程程中中早早期期胚胚胎胎需需移移植植到到与与供供体体性性状状相相同同的的代代孕孕母母羊羊子子宫宫内内解解析析甲甲为为获获取取卵卵母母细细胞胞，可可以以用用促促性性腺腺激激素素使使其其超超数数排排卵卵，A正正确确；乙乙过过程程的的目目的的是是促促进进卵卵母母细细胞胞成成熟熟，使使精精子子获获能能而而不不是是成成熟熟，并并且且使使精精子子与与卵卵细细胞胞完完成成受受精精作作用用，B错错误误；丙丙过过程程为为培培养养早早期期胚胚胎胎，需需要要使使用用一一系系列列不不同同成成分分的的培培养养液液，与与乙乙过过程程中中使使用用的的培培养养液液成成分分不不同同
7、，C错错误误；丁丁过过程程中中早早期期胚胚胎胎需需移移植植到到与与供供体体生生理理状状态态相相同同而而不不是是性性状状相相同同的的代代孕孕母母羊羊子子宫宫内内，D错误。错误。答案答案A本题组对应选修三本题组对应选修三P41P52胚胎工程胚胎工程1.受精大体包括精卵受精大体包括精卵、精精子子附附着着于于卵卵膜膜、精精卵卵等等几几个个过过程程。同同种种动动物物精精子子、卵卵细细胞胞表面有表面有，这这是是同同种种动动物物精卵才能精卵才能结结合的原因之一。合的原因之一。识别识别质质膜融合膜融合特异性相互特异性相互识别识别的蛋白的蛋白2.受精卵是受精卵是动动物个体物个体发发育的育的。受受精精卵卵经经卵卵
8、裂裂形形成成卵卵裂裂球球，随着卵裂球随着卵裂球细细胞数目增加，胞数目增加，细细胞逐胞逐渐渐。当当卵卵裂裂球球含含个个细细胞胞时时，其其中中的的每每个个细细胞胞都都具具有有_性性，即即均均可可以以发发育育成成完完整整个个体体。卵卵裂裂球球继继续续分分裂裂分分化化，形形成成的的中空的中空的细细胞胞团团，称，称为为或或，其其外外表表是是一一层层，胚胚胎胎的的附附属属结结构构或或胚胚外外结结构构就就由由_发发育形成的。其内部的育形成的。其内部的细细胞胞团团就是就是。囊囊胚胚进进一步一步发发育，逐育，逐渐渐形成一个形成一个结结构，分构，分为为和和。外外胚胚层层细细胞胞在在胚胚盘盘正正中中线线处处形形成成
9、一一条条增增殖殖区，区，该该区区细细胞增殖分裂，形成胞增殖分裂，形成，这这就是就是。起点起点变变小小28全能全能囊胚囊胚胚泡胚泡滋养滋养层层滋养滋养层层胚胎干胚胎干细细胞胞圆盘圆盘状状内胚内胚层层外胚外胚层层中胚中胚层层原原肠肠胚胚3.获获取卵母取卵母细细胞的方法：卵巢胞的方法：卵巢经经处处理理后后，使使用用确定确定的位置，插入的位置，插入吸取卵泡液，取出吸取卵泡液，取出。通通常常经经体体外外培培养养的的早早期期胚胚胎胎发发育育到到胚胎，最适宜用于胚胎，最适宜用于。4.胚胎移植的胚胎移植的过过程：程：发发情情排排卵卵并并经经配配种种后后，在在一一定定时时间间内从其内从其和和中取出中取出，然然后
10、后把它把它们们分分别别移植到另一移植到另一头头与供体同与供体同时时、但但未未经经的母畜的母畜(受体受体)的的。超数排卵超数排卵超声超声监视监视器器卵泡卵泡穿刺穿刺针针卵母卵母细细胞胞8细细胞以上胞以上胚胎移植胚胎移植供体供体输输卵管卵管子子宫宫角角早期胚胎早期胚胎发发情排卵情排卵配种配种相相应应部位部位5.胚胎干胚胎干细细胞是一种胞是一种细细胞，具有胞，具有发发育育和和核型，能分化出成体核型，能分化出成体动动物的物的组组织织和和器官，其器官，其细细胞体胞体积积，核，核，核仁，核仁。在在培培养胚胎干养胚胎干细细胞胞时时，首先在培养皿底部制，首先在培养皿底部制备备一一层细层细胞，称胞，称为为，然后
11、将胚胎干，然后将胚胎干细细胞胞在在饲饲养养层层上上。胚胎干胚胎干细细胞核移植是指把胚胎干胞核移植是指把胚胎干细细胞核移植到胞核移植到的卵母的卵母细细胞中，胞中，经经、后直接由受体完成克隆后直接由受体完成克隆动动物的技物的技术术，可培养出与，可培养出与极极为为相似的相似的“复制品复制品”。未分化未分化全能性全能性二倍体二倍体所有所有小小大大明明显显饲饲养养层层接种接种去核去核胚激活胚激活胚胎培养胚胎培养胚胎移植胚胎移植细细胞核供体胞核供体角度胚胎工程角度胚胎工程1.(原原创创题题)转转基基因因小小鼠鼠常常用用来来作作为为人人类类疾疾病病的的研研究究模模型型，在在医医学学研研究究领领域域有有广广泛
12、泛用用途途，下下图图是是转转基基因因小小鼠鼠培培育育的的途途径径之之一一，据据此此请请回答：回答：(1)获获得得ES细细胞胞：从从母母鼠鼠体体内内分分离离得得到到的的受受精精卵卵经经_获获得得囊囊胚胚，囊囊胚胚又又叫叫_，其其内内部部的的细细胞胞团团细细胞胞就就是是胚胚胎胎干干细细胞胞，即即ES细细胞胞。剥剥离离囊囊胚胚外外的的_可可得得到到ES细细胞胞，然然后后接接种种到到_上上，既既满满足足其其生生长长同同时时又又抑抑制制其其分分化化，经经培养可培养可获获得大量得大量ES细细胞。胞。(2)导导入入外外源源基基因因：用用_向向体体外外培培养养的的ES细细胞胞中中导导入入外外源源基基因因，然然
13、后后将将转转基基因因ES细细胞胞注注入入正正常常的的小小鼠鼠囊囊胚胚中中，得得到嵌合囊胚。嵌合囊胚的内到嵌合囊胚。嵌合囊胚的内细细胞胞团团中有一部分是中有一部分是转转基因基因ES细细胞。胞。(3)胚胚胎胎移移植植：将将嵌嵌合合囊囊胚胚植植入入代代孕孕母母鼠鼠的的_，为为移移植植成成功功，需需对对代代孕孕母母鼠鼠提提前前进进行行_处处理理，以以保保证证嵌嵌合合囊囊胚胚成成功功着着床床，顺顺利利产产下下嵌嵌合合体体小小鼠鼠。嵌嵌合合体体小小鼠鼠的的生生殖殖系系统统可可能能整整合合上上外外源源基基因因，通通过过近近亲亲交交配配繁繁育育可可得得到到具具有有纯纯合目的基因的个体，即合目的基因的个体，即转
14、转基因小鼠。基因小鼠。解解析析(1)分分离离得得到到的的受受精精卵卵在在体体外外通通过过胚胚胎胎体体外外培培养养可可以以获获得得早早期期胚胚胎胎，如如囊囊胚胚(又又叫叫胚胚泡泡)。囊囊胚胚外外层层是是滋滋养养层层细细胞胞，内内部部有有一一个个空空腔腔是是囊囊胚胚腔腔，其其中中有有一一团团细细胞胞是是内内细细胞胞团团，就就是是胚胚胎胎干干细细胞胞，也也叫叫ES细细胞胞，所所以以剥剥离离囊囊胚胚外外的的滋滋养养层层可可得得到到ES细细胞胞。ES细细胞胞的的体体外外培培养养既既要要满满足足其其生生长长同同时时又又抑抑制制其其分分化化，因因此此通通常常采采用用饲饲养养层层培培养养，即即将将ES细细胞胞
15、接接种种在在饲饲养养层层上上培培养养。(2)可可采采用用显显微微注注射射法法向向体体外外培培养养的的ES细细胞胞中中导导入入外外源源基基因因。(3)胚胚胎胎移移植植时时，需需先先对对代代孕孕母母鼠鼠进进行行同同期期发发情情处处理理，提提高高移移植植成功率，移植时要将胚胎植入代孕母鼠的输卵管或子宫角中。成功率，移植时要将胚胎植入代孕母鼠的输卵管或子宫角中。答答案案(1)胚胚胎胎体体外外培培养养胚胚泡泡滋滋养养层层饲饲养养层层(2)显显微微注注射射法法(3)输输卵管或子卵管或子宫宫角同期角同期发发情情2.(2017温温州州八八校校期期末末节节选选)下下图图为为利利用用生生物物技技术术将将苏苏云云金
16、金芽芽孢孢杆杆菌菌Bt蛋蛋白白的的基基因因和和人人组组织织纤纤溶溶酶酶原原激激活活物物(htPA)基基因因分分别别导导入入棉棉花花和和牛牛的的受受体体细细胞胞中中获获得得抗抗虫虫棉棉和和转转基基因因牛牛的的过过程程(图图中中数字表示数字表示过过程或技程或技术术，字母表示物，字母表示物质质或或结结构构)，据，据图图回答：回答：(1)上上图图中中牛牛的的受受体体细细胞胞通通常常为为_，代代表表_技技术术。若若培培养养E中中的的ES细细胞胞，一一般般在在培培养养皿皿底底部部制制备备一一层层胚胚胎胎成成纤纤维维细细胞胞，目目的的是是_。为为了了在在牛牛乳乳中中获获得得htPA，移移植植前前需需对对已已
17、成成功功转转入入目目的的基基因因的的胚胚胎胎进进行行_。为为了了提提高高已已有有胚胚胎胎的利用率，可采用的利用率，可采用_技技术术。(2)胚胚胎胎体体外外培培养养和和植植物物组组织织培培养养有有所所区区别别，下下列列说说法法中中，正正确确的是的是_A.都需要用都需要用CO2培养箱培养箱B.都需要在无菌条件下都需要在无菌条件下进进行行C.都需要添加蔗糖都需要添加蔗糖D.都需用液体培养基都需用液体培养基解解析析(1)在在转转基基因因牛牛培培育育中中通通常常用用受受精精卵卵作作为为受受体体细细胞胞。导导入入目目的的基基因因的的受受精精卵卵经经过过胚胚胎胎体体外外培培养养技技术术形形成成早早期期胚胚胎
18、胎。若若培培养养胚胚胎胎干干细细胞胞(ES细细胞胞)需需要要制制备备一一层层胚胚胎胎成成纤纤维维细细胞胞，从从而而促促进进胚胚胎胎干干细细胞胞生生长长抑抑制制其其分分化化。为为了了在在牛牛乳乳中中获获得得htPA，需需要要培培育育母母牛牛，所所以以对对移移植植胚胚胎胎进进行行性性别别鉴鉴定定。采采用用胚胚胎胎分分割割可可以以获获得得多多个个相相同同胚胚胎胎，提提高高已已有有胚胚胎胎的的利利用用率率。(2)胚胚胎胎体体外外培培养养和植物组织培养有所区别，但是两者都需要在无菌条件下进行。和植物组织培养有所区别，但是两者都需要在无菌条件下进行。答答案案(1)受受精精卵卵胚胚胎胎体体外外培培养养促促进
19、进生生长长抑抑制制分分化化性性别别鉴鉴定胚胎分割定胚胎分割(2)B1.精子与卵子的发生精子与卵子的发生2.早期胚胎发育早期胚胎发育(1)过程：受精卵过程：受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚。原肠胚。(2)图示：图示：3.概念辨析概念辨析(1)滋滋养养细细胞胞：指指先先期期培培养养的的细细胞胞，用用于于支支持持细细胞胞克克隆隆生生长长的的细细胞，如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞。胞，如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞。(2)滋滋养养层层：属属于于动动物物囊囊胚胚外外表表的的一一层层扁扁平平细细胞胞，这这些些细细胞胞将将发发育成胚胎附属结构或胚外结构如胚盘。育成胚胎附属结构或胚外结构如胚盘。(3)饲饲养养层层细细胞胞：一一般般是是指指胚胚胎胎成成纤纤维维细细胞胞，该该细细胞胞可可以以分分泌泌一一些些能能抑抑制制细细胞胞分分化化的的物物质质，满满足足促促进进干干细细胞胞生生长长的的同同时时抑抑制制干干细胞分化的条件。细胞分化的条件。