胚胎工程复习提纲

1、 有 思 教 育高中生物选修三（第49期） 第8讲 胚胎工程【重点知识梳理】一、体内(外)受精与早期胚胎发育（一）体内受精与胚胎发育1精子与卵子的发生2受精作用的过程(1)受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。(2)受精阶段 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放射冠内的卵丘细胞之间的物质；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和

2、雌原核形成。第四步：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。3早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。(2)图示：（二）体外受精与胚胎的早期培养1体外受精的原理人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。2体外受精主要操作步骤(1)卵母细胞的采集方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。方法二：对大型动物一般从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。(2)精子的采集和获能采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法：主要有培养法(啮

3、齿动物、家兔、猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能)。(3)受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精。3胚胎的早期培养(1)培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液的成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。(3)胚胎去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。【特别提醒】 体外受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。胚胎发育的起点是受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。桑椹胚细胞仍具

4、有全能性，是胚胎分割的最佳时期。囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。孵化囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。二、胚胎工程的应用及前景（一）胚胎移植及胚胎分割移植1胚胎移植的基本程序(以牛胚胎移植为例)2胚胎移植的实质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，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。3胚胎移植成功的保障(生理学基础)第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，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

5、织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，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。4胚胎分割(1)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)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。(3)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。【特别提醒】胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。移植胚胎来源及生殖方式核移植

6、无性繁殖体外受精有性生殖体内受精冲卵移植有性生殖促性腺激素两次使用：a.同期发情处理；b.超数排卵。两次检查：a.收集胚胎检查；b.移植后是否妊娠检查。冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（二）试管动物、克隆动物生产过程比较1试管动物生产流程2克隆动物的培育流程【特别提醒】 试管动物生殖实质是正常的有性生殖，只不过受精、早期胚胎发育在试管中(体外)进行。克隆动物生殖的实质是无性生殖，依赖动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核)具有全能性；特有的操作程序是核移植！（三）胚胎干细胞(ES细胞)的应用前景1干细胞分类

7、干细胞分为三类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。胚胎干细胞(ES细胞)为全能干细胞。2ES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。(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(2)培育成组织器官，用于器官移植。(3)对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。(4)ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。 【特别提醒】 胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类囊胚的内细

8、胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。因此，它是细胞的源头，是全能细胞，并能够制造机体需要的全部细胞。【高频考点突破】考点一、体内(外)受精与早期胚胎发育例1、(2012·浙江理综，2)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是()。A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层【变式探究】如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是()。A透明带是初级卵母细胞在减

9、数第一次分裂时形成的B囊胚腔是一个充满液体的腔C内细胞团将来分化成内胚层D滋养层将来发育成胎膜和胎盘解析内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。答案C考点二、胚胎工程的应用及前景例2、(2012·山东理综，35)毛角蛋白型中间丝(KIF )基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF 基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_。(3)在过程中，用_处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_

10、处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。解析此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。(1) 构建基因表达载体时，一般需用同(2) 【变式探究】如图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()AA所表示的细胞不一定是受精卵B图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段C应把移植到处于发情状态的母牛的输卵管中D图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术【经典考题精析】33生物现代生物科技专题（2013·福建卷）克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PC

11、R技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图所示。请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl2 mRNA的分子数，从而反映出Bcl2基因的转录水平。图中X表示_过程。从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是_。（2013·新课标全国卷） 生物选修3：现代生物科技专题阅读如

12、下资料： 资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常

13、用的工具酶是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)资料乙中的技术属于_工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到_种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。35.生物现代生物科技专题（2013·山东卷）科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，