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第35讲 胚胎工程
第十二单元 生物技术与工程
课标要求 1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。
2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
考点一 胚胎工程的理论基础
一. 胚胎工程概念的理解
受精卵
细胞
受精
二. 受精
1.概念:_______与_______结合形成_______（即受精卵）的过程。
2.场所: 雌性动物的_________内。
精子
卵子
合子
输卵管
3.过程
获能
原核
获能方法2:将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。
获能液常见有效成分有肝素、Ca2+离子载体等。
(获能方法1)
(顶体反应)
①在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 或 ②观察到雌、雄原核。
受精的标志:
(1)精子如何穿越卵细胞膜外结构
____________________________
(2)防止多精入卵的两个屏障
____________________________
(3)透明带反应具体表现
____________________________________
____________________________________
(4)卵细胞膜反应具体表现
____________________________________
____________________________________
(5)透明带反应发生时间
____________________________________
(6)卵细胞膜反应发生时间
____________________________________
释放多种酶，溶解这些结构
透明带反应、卵细胞膜反应
精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
精子触及卵细胞膜的瞬间
精子入卵后
精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
卵细胞膜反应
形成雄原核、雌原核，释放第二极体
精子入卵
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵
受精结束，卵裂开始
(7)雄原核的形成
精子入卵后，尾部_____，原有的核膜_____并_______________，最后形成一个___________________的核，叫做雄原核；
(8)雌原核的形成
精子入卵后,被______的卵子完成____________，______________后，形成雌原核。
(9)受精的标志
____________________________________
____________________________________
脱离
破裂
形成一个新的核膜
比原来精子的核还大
激活
减数分裂Ⅱ
排出第二极体
①观察到两个极体(透明带和卵细胞膜之间)
②观察到雌、雄原核
*多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体，观察到的两个极体为一个第一极体和一个第二极体；
精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
卵细胞膜反应
形成雄原核、雌原核，释放第二极体
精子入卵
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵
受精结束，卵裂开始
三. 胚胎早期发育
有丝分裂
增多
并不增
加或略有减小，每个细胞体积变小
子细胞形成致密的细胞团
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
表面的细胞层
向内迁移的细胞
1.场所: 哺乳动物的________和__________
2. 过程:
输卵管
子宫
总DNA含量________
但每个细胞中核DNA含量_______________
有机物总量_________
有机物种类_________
增多
减少
增加
卵裂的特点:
保持相对稳定
(每一个细胞属于全能细胞)
(细胞开始出现分化)
囊胚进一步_____，会导致____________，胚胎从_______中_________，这一过程叫做孵化。
扩大
透明带破裂
透明带
伸展出来
【拓展】胚胎发育和个体发育
考点二 胚胎工程技术及其应用
胚胎工程技术
体外受精
胚胎移植
胚胎分割
一. 体外受精
1.试管动物含义: 通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体。
MⅡ
获能
获能的精子
适当的培养液
2.体外受精的过程:
3. 体外受精的意义
①提高　　　　　　　　的有效措施。
②为　　　　　　提供可用的胚胎。
动物繁殖能力
胚胎移植
成熟培养
离心和获能处理
适当的培养液
二.胚胎移植
1. 概念
转基因、核移植和体外受精
同种的、生理状
态相同
遗传性状优良、生产能
力强
健康的体质和正常
繁殖能力
供体职能:
____________________________
受体职能:
____________________________
产生具有优良遗传特性的胚胎
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
2.实质:
_____________________________________________________
3.地位:
_________________________________
4.意义:
______________________________________________
体现在: ①______________________________________________
②对供体施行____________处理后，可获得________________，经__________________________，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的_____________________。
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
胚胎工程的最终技术环节
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
大大缩短了供体本身的繁殖周期
超数排卵
多枚胚胎
移植可得到多个后代
十几倍到几十倍
同期
发情
超数排卵
人工授精
妊娠
(用外源促性腺激素处理供体)
(用孕激素处理受、供体)
(检查胚胎的质量)
(检查受体是否妊娠)
(选桑葚胚或囊胚阶段的胚胎)
2. 过程:
生理学基础 意义
【胚胎】胚胎移植的生理学基础
哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态
为胚胎的收集提供了可能。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
为胚胎在受体内的存活提供了可能。
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响(即遗传物质不会发生改变)。
为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保留了遗传特性。
1.概念:
采用________将__________切割成_____________________等，经移植获得_________________的技术。
2.分割方法: 机械方法
*所需要的主要仪器:___________________________
*分割工具:____________________
3.胚胎分割产生后代的特点:
_________________________
4.生殖方式:
___________________________________
5.理论基础:
______________________________________________________
机械方法
早期胚胎
2等份、4等份或8等份
同卵双胎或多胎
具有相同的遗传物质
无性生殖(无性繁殖、克隆)
体视显微镜、显微操作仪
分割针或分割刀
早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性
三. 胚胎分割
6.选择分割的胚胎:
_______________________________________________________
7.对囊胚分割的注意事项*
_______________________________________________________
8.操作环境:
_______________________________________________________
9.分割后胚胎去向:
_______________________________________________________
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割
将内细胞团均等分割
直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体
*桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
【注意】若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育
①性别鉴定的取样部位:___________
②性别鉴定的方法:_______________________
10.胚胎分割过程
滋养层
做DNA分析，鉴定性别
11.胚胎分割的优点:
①可以促进优良动物品种的繁殖
②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料
③在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义
12.胚胎分割的局限性:
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，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高
【思考】利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？
不一样
核移植——无性生殖
体外受精——有性生殖
胚胎分割——无性生殖
【检测】下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是( )
A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ
B.经图中Y过程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
B
Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体
【检测】如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。下列叙述错误的是( )
A.①过程发生同源染色体分离
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.胚胎发育到③过程开始发生分化
D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
A
①是受精作用，该过程中不会发生同源染色体分离
【检测】和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
(1)用_______激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行_____处理后才具有与卵母细胞受精的能力。
(2)试管牛的培育需要的工程技术有_______________________和胚胎移植等。
促性腺
获能
体外受精、早期胚胎培养
(3)移植的胚胎处于_____期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是_____________________________________________；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取_______细胞进行DNA分析。
囊胚
受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
滋养层
(4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为_________，最终目的是________
_________________；这一过程中，要特别注意将内细胞团_____分割，其原因是______________________________________________________
___________________________。
胚胎分割
产生多个
基因型相同的后代
均等
　　　　若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育

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