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胚胎工程 学案 【基础知识梳理】 一、胚胎工程的概念：操作对象：相关技术：目标：二、体内受精和早期胚胎发育 1.精子和卵子的发生与受精（1）精子的发生：精原细胞先进行 后进行 ；变形过程：细胞核为 ，高尔基体发育为 ，中心体演变为 ，线粒体在 形成 ，其他物质浓缩为 直至脱落。 为精子运动提供能量。（2）卵子的发生：在胎儿时期，卵原细胞进行 演变成 ，被 包围；减一分裂在 完成，形成 进入 准备受精；减二分裂是在 中完成的。精子和卵子发生的比较：（3）受精：准备阶段：包括 和 。受精阶段：a、精子与卵子相遇时，首先发生_，以形成精子穿越放射冠的通路。b、防止多精子入卵受精的两道屏障是_和_作用。受精阶段： 注意：（1）排卵是指卵子从卵泡中排出。（2）受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子。2、动物胚胎发育的基本过程（1）受精场所：母体的_上段。（2）卵裂期特点：在_内进行，细胞分裂方式为_，细胞数量_，但胚胎的总体体积_。（3）桑椹胚特点：胚胎细胞数目达到_时，胚胎形成致密的_，形似桑椹。此阶段前的每个细胞都属于_。（4）囊胚特点：细胞开始出现_（该时期细胞的全能性仍比较高），聚集在胚胎一端_的细胞称为_，将来发育成胎儿的_。沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞称为_，将来发育成_。中间的空腔称为_。囊胚进一步扩大，会导致_，这一过程叫做_。（5）原肠胚特点：有了_胚层的分化，具有_腔。三、体外受精和胚胎的早期培养 (1)卵母细胞的采集和培养：(2) 精子的采集和获能：采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法；在体外受精前，要对精子进行_处理。对啮齿动物、兔、猪等的精子用_（放入人工配制的_中）；对牛、羊等精子用_（放在_溶液中）(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在_溶液或专用的_溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_中继续培养，以检查受精状况和受精卵的_。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加_等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向_或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到_阶段才能进行移植，小鼠、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_阶段移植。)四、胚胎工程的应用及前景1、胚胎移植：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及及其他方式得到的胚胎，移植到 、 的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。（1）胚胎的来源：雌性动物体内的早期胚胎，通过体外受精和早期胚胎培养获得的，其他方式得到的胚胎，如 培养获得的。（2）对受体的要求：与供体的 相同， 物种的 性动物。处理方法是同时注射 。（3）移植的方法有手术法和非手术法两种。（4）地位：是胚胎工程及其他技术的最后一个环节。（5）胚胎移植的实质是 共同繁殖后代。 即：早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移。（6）生理学基础：胚胎能够移入受体的基础哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的 是相同的胚胎 的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 。（冲卵）移入胚胎能存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响（7）胚胎移植的意义：优势:可以充分发挥的 繁殖潜能。保存品种资源和濒危物种一胎多仔 加速育种工作和品种改良（8）胚胎移植的过程：2、胚胎分割：（1）概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有 ，属于 繁殖。（2）材料：发育良好，形态正常的 。对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（3）仪器：设备是实体显微镜和显微操作仪。 （4）意义：提高胚胎的利用率。（5）完成胚胎分割基本程序。3、胚胎干细胞的移植：（1）胚胎干细胞简称 细胞或者 细胞（2）来源：是从 或者 细胞中分离出来的一类细胞。（3）形态特征： 、 、 。（4）功能特征：具有发育的 ；在培养条件下可以增殖而不发生分化，可以对其冷冻保存和遗传改造。（5）应用： ES细胞过诱导分化可以产生新的组织细胞，用于治疗人类的 ；体外诱导分化定向培育人造组织器官，用于 ，解决供体器官不足和移植后的免疫排斥问题。是体外研究 的理想材料。用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。特别提醒：1. 同种生物精卵结合的保障：卵子透明带上存在精子特异性识别的 ，只允许同种生物的精子与卵子结合。2. 同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“ ”。 3. 作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为 。4试管婴儿技术为 生殖，胚胎分割移植为 生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植等技术形成重组细胞发育而成的。【针对训练】1.（2016年江苏卷，11）印度沙漠猫是一种珍惜猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是（）A步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分离B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液D步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同2.（2016年南阳市高中毕业班第二次测试）胚胎干细胞培养的基本过程如下图所示，下列叙述正确的是（）A过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分不同之处是不含有动物血清B过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开C过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化D早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分3.(203.以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,ah为操作过程,请据图回答有关问题:(1)“试管牛”技术的操作流程是_(填字母)。(2)图中数字标号代表的结构名称是_，_，_。(3)d操作的名称是_，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为_。(4)图中用到的激素是_，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(5)过程h常用的方法是_。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有_以便于进行检测。(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到_阶段的早期胚胎进行_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(7)受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。4（2014年重庆卷，2）生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述，错误的是（）A应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质B当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆C反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力5（20152016学年江苏省如皋市高三上期末生物试卷）下列有关“基因污染”叙述中，错误的是（）A转基因生物的外源基因本身来源于自然界，故不存在“基因污染”的问题B转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性C抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”D基因污染是一种可以不断增殖和扩散的污染，而且无法淸除【知识拓展】安全性常见误区（1）引入外来物种增加生物多样性：如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响，可能会造成生物多样性的锐减。（2）转基因生物具有危害阻止技术的发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。生态工程1生态工程建设的目的遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。2特点：少消耗、多效益、可持续的工程体系。3基本原理（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。（3）协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。（4）整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。（5）系统学和工程学原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。6.（2016年大连高三年级第三次测试）目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述合理的是（）A矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能B适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入C该生态工程恢复所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理D矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害7(桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程(如下图)。下列有关“桑基鱼塘”的说法正确的是()A该生态系统在一定程度上实现了对能量的多级利用B该生态系统提高了营养级间的能量传递效率C该生态系统物种多样性得到了较好的保护D该生态系统稳定性的维持不需要人的干预答案与解析一动物早期胚胎或配子 胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术将经过处理后获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求；二、1.（1）有丝分裂 后进行减数分裂；精子头的主要部分 顶体 精子的尾 尾基部 线粒体鞘膜 原生质滴 线粒体；（2）有丝分裂 初级卵母细胞 卵泡细胞； 排卵前后 次级卵母细胞和第一极体 输卵管；受精过程 （3）精子获能（在雌性动物生殖道内） 卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减数第二次分裂中期才具备受精能力）a、顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。b、透明带反应 卵细胞膜反应顶体反应 穿越放射冠 顶体酶溶解透明带 透明带反应 精子入卵 卵细胞膜反应 雌原核形成 雄原核形成 形成受精卵2.（1）输卵管（2）透明带 有丝分裂 不断增加 并不增加，或略有减小 （3）32个左右 细胞团 全能细胞 （4）分化 内细胞团 各种组织 滋养层细胞 胎膜和胎盘 囊胚腔 透明带破裂 孵化 （5）三胚层 囊胚腔和原肠腔。三、（1）促性腺激素 直接 活体采卵 人工培养成熟 （2）获能 培养法（获能液）化学法（肝素或钙离子载体）（3）获能溶液 受精溶液 （4）发育培养液 发育能力 维生素、激素、氨基酸、核苷酸 受体移植 桑椹胚或囊胚 816个细胞 四、1. 同种的、生理状态相同 (1)核移植和早期胚胎（或转基因和早期胚胎）(2)生理状态 同 雌 激素 （5）供体和受体(6)生理变化 收集 游离状态 免疫排斥反应 生理和组织（7）雌性优良个体 (8) a 超数排卵 b收集胚胎（冲卵） c 胚胎移植 2. (1) 相同的遗传物质 无性(2) 桑椹胚或囊胚 内细胞团3.（1）ES EK （2）早期胚胎 原始性腺（3）体积小、细胞核大、核仁明显 （4）全能性（5）某些顽疾 器官移植 细胞分化特别提醒：1、 受体 2、同物种 3、优良品种 4、有性 无性 5、E：试管动物 F：克隆动物【针对训练】1.B 2.B 3(1)abfg(2)滋养层；囊胚腔；内细胞团(3)胚胎移植；有丝分裂(4)促性腺激素；对物质的吸收具有选择透过性(5)显微注射法；标记基因(6)桑椹胚或囊胚；胚胎分割；冷冻或液氮；胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育(7)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 4.D 5 A 6 C 7 A8