专题三--胚胎工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题三 胚胎工程,考纲要求:,1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(),2.胚胎干细胞的移植(),3.胚胎工程的应用(),考点分析:,1.哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程,胚胎发育过程及其主要特点,2.体外受精技术的主要操作步骤,3.胚胎的早期培养方法,4.胚胎移植和胚胎分割,要点整合:,一、精子、卵子的发生与受精作用,1精于和卵子发生的比较,名 称,精子的发生,卵子的发生,场 所,睾丸的曲细精管,卵巢,时 期,从_开始,_以后,是否需变形,需变形,无需变形,分裂情况,均等分裂,不均等分裂,结 果,形成4个精子细胞,形成1个卵子,和3个极体,MI和M是否连续,_,_,初情期,胚胎在性别分化,连续,不连续,2受精作用,(1)场所：输卵管中,(2)过程,受精前的准备,a,精子获能,：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历,一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得,受精能力，此过程叫获能。,b卵子的准备：,卵子都要在输卵管中进一步成熟，,到,时，才具备受精能力。,受精,减数第二次分裂中期（M期）,2受精作用,(1)场所：输卵管中,(2)过程,受精前的准备,a精子获能：b卵子的准备：,受精,a.穿越放射冠(_反应)。,b.穿过透明带(_反应)。,c.进入卵黄膜(_作用)。,d.雌雄原核形成配子结合形成合子(受精卵),顶体,透明带,卵黄膜的封闭,透明带反应,和,卵黄膜的封闭作用,是防止多精入卵受精的两道屏障。,受精完成的标志：,雌雄原核融合形成合子(受精卵)。,特别提醒：,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。,排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。,受精的标志,是在透明带和卵黄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。,例1,如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(过程)是指_，阶段C是指个体发育的_(时期)，阶段D是指个体发育的_(时期)。,(2)当观察到第二极体时，可以表明_3)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_(填序号)。,(4)阶段存在的变异方式是_。,第一极体,合子,受精,胎儿期,初情期后,卵子已经受精,基因突变、染色体变异,卵原,细胞,（2N）,初级卵母细胞（2N）,次级卵,母细胞,（2N）,次级卵母细胞+A,B+,第二,极体,E,C,D,二、胚胎工程的三个操作流程,2克隆动物的培育流程,对供、受体母牛进行选择，并用,激素,进行,同期发情,处理,用,促性腺激素,对供体母牛做,超数排卵,处理,超数排卵的母牛与优秀的公牛进行配种或人工授精,对胚胎进行质量检查。这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段，培养或保存,对受体母牛进行是否妊娠的检查,受体母牛产下胚胎移植的犊牛,胚胎的移植,胚胎的收集（,冲卵,）,二、胚胎工程的三个操作流程,3胚胎移植的培育流程（以牛胚胎移植为例）：,（桑椹胚或囊胚）,归纳总结:,试管婴儿,(动物)技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。,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，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。,胚胎移植的意义：,缩短了供体的育种周期，充分发挥雌性个体的,繁殖潜能。,克隆技术,为无性繁殖，产生的新个体的性状、性别均与供体动物,相同。,关键词（必背）：,促性腺激素、同期发情处理、超数排卵、胚胎移植,3胚胎移植的培育流程,(1)方法和方法均用到的生物技术有_和_。,(2)用激素处理的目的是使B牛_，从B牛体内获得,的卵子需要培养到_(时期)才能与精子结合。,【,例2,】,下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，,请分析回答：,【,例2,】,下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，,请分析回答：,【,思路点拨,】,解答此题的关键有以下三个方面：,分析比较胚胎移植和克隆所用到的生物技术。,正确理解卵子的采集方法和受精作用。,准确把握胚胎分割和移植的时期。,(1)方法和方法均用到的生物技术有_和_。,(2)用激素处理的目的是使B牛_，从B牛体内获得,的卵子需要培养到_(时期)才能与精子结合。,【,例2,】,下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，,请分析回答：,动物细胞培养,胚胎移植,超数排卵,减数第二次分裂中期,(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才,能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫_。卵子,受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙能够观察到_。,(4)生产上常用_期的胚胎进行胚胎移植。若希望,同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用_技术。,【,例2,】,下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，,请分析回答：,规律方法：桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞核全能性最高，,是胚胎分割的最佳时期。,精子获能,两个极体,桑椹胚(或囊胚),胚胎分割,三、胚胎分割和胚胎干细胞,1胚胎分割,(1)概念：胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、,4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。,(2)基本程序：选择发育良好、形态正常的,桑椹胚,或,囊胚,，移入,盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。,(3)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。,(4)囊胚期分割要求：,内细胞团均等分割,，以免影响分割后胚胎,的恢复和进一步发育。,(5)意义：成倍地增加胚胎数量，加快繁殖速度。,(6)存在问题：,体重、毛色和斑纹等性状方面存在差异；,该技术产生同卵多胎的可能性有限，一般常见的为同卵双胎。,形态方面：体积小、细胞核大、核仁明显,功能方面：具有全能性,体外培养：可以冷冻保存，也可以进行遗传改造,全能干细胞,：如受精卵,多能干细胞,：如ES细胞,专能干细胞,：如造血干细胞,2胚胎干细胞(ES或EK细胞),(4)应用前景：ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就,之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分,重要的应用价值。,(3)特点,(1)干细胞分类,高,低,全能性,【,例3,】,现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来,越大，例如,(1),如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，,请回答：,A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行,_处理。进行胚胎分割时，应选择发育到_时期,的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意：,_。,(次级)卵母细胞获能,桑椹胚或囊胚,要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,(2)如图是胚胎干细胞的获取方法，请据图回答：,早期胚胎发育可以分为_几个,主要阶段，C、D细胞分别为_和_，,它们的形态特征是_。,(卵裂期)桑椹胚、囊胚、原肠胚,内细胞团,原始性腺细胞,体积小、细胞核大、核仁明显,【,例3,】,现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来,越大，例如,(1),如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，,请回答：,(标准解答),(1)从图中看出A细胞是次级卵母细胞，体外受精前精子要进行获能处理；发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎可以进行胚胎分割，胚胎分割应该将内细胞团均等分割。,(2)早期胚胎发育是受精卵经细胞分裂形成具有一定形态、结构和发育潜力的胚胎的过程，按胚胎的形态、特点可以分为桑椹胚、囊胚、原肠胚等。,胚胎干细胞可以从早期胚胎，如囊胚中的内细胞团中分离培养，也可以从原始性腺细胞中分离培养，其细胞体积小，细胞核大，核仁明显，具有发育的全能性。,(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的,是_；从良种,公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。,(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O,2,以维持细胞呼吸外，,还需要提供_气体以维持_。,四、胚胎工程的应用,【例4】(,2010山东高考),胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。,使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力),获能,CO,2,培养液(基)的pH,(3)图中过程A称为_，它在胚胎工程中的意义在于,_。,(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果_即说明目的基因已经表达。,四、胚胎工程的应用,【,例4,】,(2010山东高考),胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。,胚胎移植,提高优良母畜的繁殖率,显微注射法,牛奶中含有人类白细胞介素,(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素),生物工程技术应用的组合：,(1)转基因植物培育：基因工程+植物组织培养。,(2)转基因动物培育：基因工程+动物细胞培养+胚胎移植。,(3)核移植(克隆)动物培育：核移植+动物细胞培养+胚胎移植。,(4)胚胎移植：有性生殖+动物细胞培养+胚胎移植。,(5)植物体细胞杂交：酶工程+体细胞融合+植物组织培养。,(6)试管婴儿：体外受精+动物细胞培养+胚胎移植。,规律方法,【,专题能力提升,】,1下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，,请据图分析回答：,(1)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。,营养物质,防止杂菌污染,1下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，,请据图分析回答：,(2)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。,发育的全能性,原肠胚,1下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，,请据图分析回答：,(3)过程中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是_，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前须构建基因表达载体，其目的是_,_。,显微注射法,使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，,同时，使目的基因能够发挥作用,1下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，,请据图分析回答：,(4)过程得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是_,_，该过程研究的意义在于解决_问题。,去除胸腺，使其不能形成T细胞，不发生,临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等,细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥,解析：,(1)培养胚胎干细胞使用的物质主要是滋养层和动物血清等，说明滋养层主要是给胚胎干细胞提供营养物质；抗生素能杀死细菌，在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌污染。,(2)胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官，说明具有发育的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚。,(3)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。,(4)目前，器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥。器官移植过程中产生的免疫是细胞免疫，细胞免疫主要和胸腺中发育成熟的T细胞有关。,2如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：,(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿,的_中分离得到的一类细胞。,(2)图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件下，,培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组,织细胞分化。,(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因,_的结果。,(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。,骨髓移植的实质是将上图中的_细胞移植到患者体内。,囊胚,原始性腺细胞,胚胎干细胞,分化诱导,选择性表达,造血干,2如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：,(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、,皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，,其原因是_。,(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，则该药物可使肝肿瘤,细胞停留于细胞周期的_期。,(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用_细胞与骨,髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌_的杂交瘤细胞。,红细胞,细胞中无细胞核,间,B淋巴,特异性抗体,2(1)囊胚 原始性腺细胞,(2)胚胎干细胞 分化诱导,(3)选择性表达,(4)造血干(细胞),(5)红细胞 细胞中无细胞核,(6)间（期）,(7)B淋巴 特异性抗体,