细胞工程和胚胎工程【基础梳理+培优拓展】 高考生物一轮复习 课件

第34讲细胞工程和胚胎工程第十单元生物技术与工程选修三植物细胞工程1动物细胞工程2考点胚胎工程3细胞工程

细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。原理和方法操作水平目的分类细胞生物学、分子生物学和发育生物学细胞器、细胞或组织获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品动物细胞工程和植物细胞工程植物细胞工程1植物细胞工程1理论基础：植物细胞的全能性植物细胞工程1一、植物组织培养技术1.概念2.原理指

的植物器官、组织或细胞等，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为

的技术。离体完整植株植物细胞的全能性外植体外植体：在植物组织培养过程中，从植物体上被分离下来的，接种

在培养基上供培养用的原生质体、细胞、组织、器官等。细胞经过

后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。分裂和分化全能性1.具有全能性的原因一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的

。即都有发育成

所必需的全部遗传信息。全套遗传信息完整个体2.体现全能性的标志细胞→完整个体或其他各种细胞实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株

受精卵发育成个体（动植物）蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株全能性实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶。3.生物体内细胞不体现全能性的原因基因在特定的时间和空间条件下

表达的结果。选择性4.全能性大小比较（1）分化程度低的

分化程度高的（2）细胞分裂能力强的

细胞分裂能力弱＞＞（3）受精卵

胚胎干细胞

生殖细胞

体细胞

植物细胞

动物细胞＞＞＞＞一、植物组织培养技术3.一般过程外植体愈伤组织试管苗完整植株脱分化芽、根等再分化生长发育接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化再分化再分化分化状态未分化状态一、植物组织培养技术3.一般过程外植体愈伤组织试管苗完整植株脱分化芽、根等再分化生长发育（1）脱分化

在一定的

和

等条件的

下，

的细胞

，转变成

的过程。激素营养诱导已经分化失去其特有的结构和功能未分化的细胞①光照条件②过程中涉及的生命活动一般不需要光照只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化脱分化1.外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的

不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相

对较易，而植物的茎、叶等成熟的组织脱分化则较难。2.该过程添加的外源激素主要是生长素和细胞分裂素（比例适中），

因为二者能强烈地促进愈伤组织的形成。③结果形成愈伤组织（不定形的薄壁组织团块）3.无菌操作——植物组织培养成功的关键。注意说明一、植物组织培养技术3.一般过程（2）愈伤组织

细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。（3）再分化

脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以

出芽或根等器官的过程。重新分化①实质②光照条件基因的选择性表达需要给予适当强度的光照诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用原因：3.一般过程（3）再分化③过程中涉及的生命活动既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。④结果愈伤组织芽低高根生长素细胞分裂素胚状体胚状体

离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。3.一般过程（3）再分化a.外植体的遗传特征和取材的位置会影响愈伤组织的再分化能力。b.培养基的成分和物理性质对器官的形成有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，特别是生长素和细胞分裂素的配比。影响植物组织再分化的因素（4）生长发育将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。一、植物组织培养技术4.菊花的组织培养（1）原理外植体愈伤组织试管苗完整植株脱分化芽、根等再分化生长发育植物细胞一般具有

。全能性生长素/细胞分裂素

结果比值高(＞1)比值低(＜1)比值适中(=1)有利于根的分化，抑制芽的形成有利于芽的分化，抑制根的形成促进愈伤组织的形成简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤4.菊花的组织培养（2）材料离体的茎尖、根尖、叶片、花药等（外植体）。（3）MS培养基水（去离子水）、无机营养（大量元素、微量元素）、有机营养（蔗糖、维生素、氨基酸）、天然附加物、植物激素（生长素、细胞分裂素等）蔗糖的作用：①提供营养物质（碳源）；②调节渗透压。4.菊花的组织培养（4）步骤制备外植体接种培养试管苗正常植株用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体。②消毒：③切割：30S2-3次30min①材料：幼嫩的菊花茎段2-3次酒精无菌水次氯酸钠溶液无菌水洗将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。切割与接种无菌操作4.菊花的组织培养（4）步骤制备外植体接种培养试管苗正常植株在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。①接种到诱导愈伤组织培养基脱分化形成愈伤组织有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。避光4.菊花的组织培养（4）步骤制备外植体接种培养试管苗正常植株②接种到诱导生芽培养基③接种到诱导生根培养基培养15~20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。接种室若先生根后面就不易生芽。4.菊花的组织培养（4）步骤制备外植体接种培养试管苗正常植株移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的虹石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。一、植物组织培养技术幼苗愈伤组织脱分化IAA/CTK比例适合再分化IAA/CTK比例先减小再增大植物组织培养过程示意图完整植株外植体在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？①防止污染的微生物与培养物竞争营养物质。②微生物生长过程中会产生有害的物质，导致培养物死亡。拓展1:植物组织培养常用的培养基配方1）培养基名称：

；2）物理性质：

；3）碳源：

。P116拓展2:植物组织培养的两种途径胚状体途径器官发生途径拓展3:生长素、细胞分裂素的不同使用顺序使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高习题巩固1.若外植体是取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中

（“有”“没有”）叶绿体，原因是：2.植物组织培养中的培养基是

培养基（物理状态），故培养基中一般加入了凝固剂

。3.在脱分化时

（是/否）需要光照，在再分化时

光照的原因是

。4.植物生长调节剂的在培养基中的用量要考虑组织

的含量。只有准确把握

的协同作用，才能有效地操作植物组织培养中的”激素杠杆”，用好植物生长调节剂这根“魔术棒”。没有外植体通过脱分化后失去了其特有结构和功能而转化为未分化的细胞固体琼脂需要否芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照内源激素内源激素和外源激素植物细胞工程1二、植物体细胞杂交技术1.概念将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。融合实例:+=白菜甘蓝白菜-甘蓝二、植物体细胞杂交技术2.过程A细胞B细胞A原生质体B原生质体正在融合的原生质体杂种细胞愈伤组织杂种植株移栽后的植株①①②③④⑤⑥①去除细胞壁纤维素酶去壁：酶解法果胶酶②诱导融合物理法：化学法电融合法、离心法聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+

-高pH融合法等③细胞壁再生④脱分化⑤再分化⑥移栽植物细胞融合植物组织培养植物细胞的全能性细胞膜的流动性二、植物体细胞杂交技术2.过程

体细胞融合成功后培养基中共有

种细胞类型()，其中融合细胞类型有3种()，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。细胞融合后，共有几种细胞类型？融合细胞有几种，符合要求的是哪种？AB5A、B、AA、BB、ABAA、BB、AB细胞膜的流动性（原生质体融合）植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）3.原理二、植物体细胞杂交技术4.标志（1）植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁（2）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体在此过程中活跃的细胞器是

。线粒体和高尔基体5.意义打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育植物新品种。6.局限性

仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状习题巩固+=白菜甘蓝白菜-甘蓝1.白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）体细胞杂交所得植株白菜-甘蓝的细胞染色体数为

，属于

倍体。36

（异源）四

2.白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）进行杂交（相互授粉），

所得植株白菜-甘蓝的细胞染色体数为

，属于

倍体。（异源）二

18

基因重组染色体数目变异二、植物体细胞杂交技术7.变异类型染色体数目变异

生殖类型变异类型染色体数染色体组数基因组成无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律染色体数目变异两亲本染色体数之和。2n+2m两亲本染色体组数之和。2+2两亲本基因型之和。AaBbCcDd二、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交育种四倍体杂交育种诱导多倍体四倍体二倍体如何处理植株使其可育？①若亲本植株可育，则杂种植株可育。②杂种植株是不同于亲本的新物种。课堂小结概念植物细胞融合原生质体制备过程变异类型植物组织培养原生质体融合原理育种类型原理过程花药离体培养细胞全能性操作步骤脱分化再分化外植体根、芽、胚状体愈伤组织外植体消毒接种切块形成愈伤组织诱导生芽生根植物体细胞杂交植物组织培养植物细胞工程优缺点习题巩固5."番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么?生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以"番茄—马铃薯"杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，

此时细胞内高尔基体和线粒体

活动明显增强C.可通过观察叶绿体的有无来

初步筛选杂种细胞D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异习题巩固6.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如右图。下列相关叙述错误的是（

）D植物细胞工程1三、植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径（1）快速繁殖①概念用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。②生殖方式一般为无性生殖其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性。三、植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径（1）快速繁殖③原理植物细胞的全能性④优点a.高效、快速地实现种苗的大量繁殖。b.保持优良品种的遗传特性。c.不受自然生长季节的限制，培养周期短。d.选材少，繁殖率高，便于自动化管理。三、植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径（2）作物脱毒马铃薯草莓香蕉感染的病毒很容易传给后代无性繁殖病毒在作物体内积累作物产量降低品质变差三、植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径（2）作物脱毒①脱毒方法取材：顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）组培脱毒苗②优点明显提高农作物的产量和品质注：脱毒苗不等于抗毒苗。

与快速繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。植物细胞工程1三、植物细胞工程的应用2.作物新品种的培养（1）单倍体育种取花药单倍体幼苗脱分化纯合二倍体人工诱导染色体加倍优良品种选择愈伤组织再分化花药离体培养后代都是纯合子，能稳定遗传；明显缩短育种年限，加速育种进程。（1）单倍体育种（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏抗病）花药（粉）：单倍体幼苗：DTDtdTdt正常植株：DDTTDDttddTTddtt新品种：DDtt方法：花药离体培养秋水仙素处理②缺点：操作复杂①优点：能明显缩短育种年限DDTT（♀）×ddtt（♂）第一年第二年筛选DdTt（抗倒伏，不抗病）（倒伏，抗病）二倍体生物（组织培养）DdTt植株DTDtdTdt花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍2.作物新品种的培养三、植物细胞工程的应用2.作物新品种的培养（2）突变体的利用①原理

在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。②过程外植体新品种筛选培育愈伤组织脱分化多种突变体诱导分化诱变处理③利用筛选对人们有利的突变体,进而培育成新品种。基因突变和植物细胞的全能性。三、植物细胞工程的应用2.作物新品种的培养（2）突变体的利用抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。③优点④实例植物的代谢产物1.初生代谢物

初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。2.次生代谢物植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。（1）含义次生代谢物（2）种类化学本质作用应用直接获取困难化学合成困难利用植物细胞培养来获得目标产物细胞产物的工厂化生产小分子有机物(酚类、萜类和含氮类)植物抗病、抗虫药物、香料、色素含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源有些产物不能或难以通过化学合成途径得到植物细胞工程1三、植物细胞工程的应用3.细胞产物的工厂化生产

利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。外植体愈伤组织细胞悬液脱分化振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取优势不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。课堂小结外植体愈伤组织试管苗脱分化再分化植株作物脱毒选择顶端分生组织快速繁殖单倍体育种选择花药进行诱变突变体的利用分散后悬浮培养3.细胞产物的工厂化生产2.植物新品质的培育1.植物繁殖的新途径筛选习题巩固7.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，下列有关叙述错误的是（

）A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，

其技术是植物组织培养B.过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达C.四种培养基中所含植物激素

的种类和比例相同D.观察处于分裂中期的四季

柑橘花粉植株根尖细胞，

可观察到9条染色体C动物细胞工程2动物细胞工程2动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植——动物细胞工程的基础动物细胞培养是指从动物体中取出相关的

，将它们分散成

，然后在

下，让这些细胞

和

的技术。生长组织单个细胞适宜的培养条件增殖

1.概念一、动物细胞培养一、动物细胞培养2.动物细胞培养的条件（1）营养合成培养基+①合成培养基

将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基称为合成培养基。②血清等一些天然成分

由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。血清可以补充合成培养基中缺乏的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一般需添加10%～20%的血清或血浆。一般使用液体培养基，也称为培养液。血清等一些天然成分2.动物细胞培养的条件（2）无菌、无毒的环境①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理②在无菌环境下进行操作③可根据实际情况适量添加抗生素无菌

清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。无毒④定期更换培养液2.动物细胞培养的条件（3）温度、pH和渗透压一般与动物体内相同①适宜的温度：②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为

。7.2-7.4③适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能。①气体的组成及作用95%空气5%CO2②培养装置:哺乳动物细胞培养的温度多以

为宜。36.5±0.5℃培养皿或松盖培养瓶CO2培养箱置于维持培养液的pH细胞代谢所必需（4）气体环境一、动物细胞培养体外培养的动物细胞可以分为两大类：悬浮培养瓶第1类：悬浮生长细胞细胞能够悬浮在培养液中生长增殖第2类：贴壁生长细胞细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖(主要类型)这些细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。接触抑制当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。一、动物细胞培养思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少一、动物细胞培养3.动物细胞培养过程传代培养取动物组织制成细胞悬液原代培养放入CO2培养箱中培养放入CO2培养箱中培养用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞转入培养液中进行3.动物细胞培养过程机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养传代培养①取材原因细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。（1）取动物组织3.动物细胞培养过程机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养传代培养（1）取动物组织②将组织分散成单个细胞原因a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在

一起，彼此限制了生长和增殖；b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。保证细胞

所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。习题巩固1.常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？

用胃蛋白酶行吗？说明细胞间的物质主要是蛋白质。

胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就失去活性，多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。2.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗，为什么？细胞膜的成分中含有蛋白质，而胰蛋白酶能够水解蛋白质，因此，胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。3.动物细胞培养过程机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养传代培养悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大有害代谢物积累培养中营养物质缺乏接触抑制细胞分裂受阻需要3.动物细胞培养过程机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养传代培养（2）用培养液将细胞制成细胞悬液，再将

细胞悬液放入培养皿或培养瓶。①原代培养将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养。②传代培养将分瓶后的细胞培养称为传代培养。培养瓶或培养皿要求：内表面光滑、无毒、易于贴附。习题巩固3.进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？悬浮细胞贴壁细胞离心法收集胰蛋白酶处理制成细胞悬液分瓶培养思考：正常细胞能否一直传代培养下去？传代培养传代培养部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止大部分细胞衰老死亡少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展。10~50代继续培养（50代以后）（有限细胞系）（无限细胞系）使用或冷冻保存的细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)。这一阶段的细胞称为细胞株细胞系的遗传物质一定改变区分原代培养和传代培养

区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散

成单个细胞后进行培养，为原代培养。②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从

瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，

为传代培养。植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养过程培养结果培养目的植物细胞的全能性细胞增殖固体液体植物激素动物血清脱分化、再分化原代培养、传代培养可获得植物体动物细胞群快速繁殖植物得到动物细胞及细胞产物相同点：培养基中都需要加入营养物质、培养过程中都需要防止杂菌污染、都需要提供适宜的温度、pH和渗透压的条件。动物细胞工程2二、干细胞的培养及其应用1.干细胞干细胞早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。胚胎干细胞成体干细胞定义分布种类二、干细胞的培养及其应用1.干细胞（1）胚胎干细胞①分布②特点③应用实例④局限性早期胚胎中具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等。需要分化诱导因子诱导必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，因而限制了在医学上的应用。二、干细胞的培养及其应用1.干细胞（2）成体干细胞①分布②举例③特点④应用成体组织或器官内造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）神经干细胞（神经系统中）精原干细胞（睾丸中）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例

具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。（2）成体干细胞④应用

有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。Ⅰ.应用原理Ⅱ.应用实例

治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。

治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。a.造血干细胞：b.神经干细胞：治疗细胞损伤造成的疾病二、干细胞的培养及其应用2.诱导多能干细胞（1）概念通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞。（2）制备方法①将特定基因或特定蛋白导入细胞；

（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞）②用小分子化合物诱导形成。（3）优点①诱导过程无须破坏胚胎；②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，

理论上可以避免免疫排斥反应。2.诱导多能干细胞（4）应用移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内课堂小结无菌、无毒营养温度、pH和渗透压气体环境制备细胞悬液原代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞的培养和应用干细胞应用面临的问题存在存在着导致肿瘤发生的风险。习题巩固1.胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c－Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：习题巩固(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为_______，_____(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是：蛋白质不能

多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养

物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是：清除代谢物﹐防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。习题巩固(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是_______________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是___________________。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，

该技术可能的应用是_____________。基因选择性表达解决不育问题避免了免疫排斥问题动物细胞工程2三、动物细胞融合技术和单克隆抗体1.动物细胞融合技术（1）概念（2）结果（3）原理

动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞形成一个细胞的过程。形成的具有原来

的

细胞，称为

。单核两个或多个细胞遗传信息杂交细胞细胞膜的流动性1.动物细胞融合技术（4）动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相同①物理方法：动物细胞没有细胞壁，可以直接诱导融合。电融合法、离心法②化学方法：聚乙二醇（PEG）法③生物方法：灭活病毒诱导法灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，并不破坏它们的抗原结构。——动物细胞融合特有原理是什么？1.动物细胞融合技术灭活病毒诱导法原理

病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。1.动物细胞融合技术（5）构建动物细胞融合模型①融合过程:细胞膜融合→细胞质融合→________融合。②重组细胞的特点:具有____________________,杂种细胞表现出两个____________的特点。③融合后的杂交细胞经过__________后仍能形成两个完整的杂交细胞。动物细胞A动物细胞B膜融合、质融合动物细胞培养杂交细胞（单核）物理、化学、生物法诱导细胞核亲本细胞有丝分裂两种细胞的遗传信息动物细胞融合实质及完成的标志1.动物细胞融合技术（6）

意义突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。（7）

应用动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞融合前的处理方法诱导细胞融合的方法细胞融合成功的标志主要用途意义细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法再生出细胞壁细胞核的融合获得完整的杂种植株主要用于制造单克隆抗体打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能动物细胞工程2三、动物细胞融合技术和单克隆抗体2.单克隆抗体产量低，纯度低，制备的抗体特异性差、反应不灵敏反复注射动物体内抗原多种浆细胞多种抗体（血清）

每一个浆细胞只能产生一种特异性抗体体内产生的特异性抗体多达百万种缺点早期获得抗体的方法2.单克隆抗体由单个B淋巴细胞经过克隆（无限增殖），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。（1）

概念（2）

制备原理一种B淋巴细胞（只产生一种特定抗体）能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合杂交瘤细胞产生足够数量的特定抗体大量增殖单克隆抗体既能迅速大量增殖，又能产生抗体2.单克隆抗体（3）

制备过程用特定的抗原免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞诱导融合将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合多种杂交细胞BB、B瘤、瘤瘤*不是为了得到抗体！√2.单克隆抗体（3）

制备过程杂交瘤细胞(既能迅速大量增殖，又能产生抗体)多种杂交细胞

用特定的选择培养基进行筛选：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。在培养液中加入氨基嘌呤，收集杂交瘤细胞！小资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，

其中D途径能被氨基嘌呤阻断。①人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。②鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，可是能不断分裂增殖。2.单克隆抗体（3）

制备过程

对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞杂交瘤细胞分泌的抗体能与特定抗原结合2.单克隆抗体（3）

制备过程将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个进行培养（克隆化培养）一段时间后，用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体（抗原抗体能结合即为阳性孔）经过多次克隆化培养以及有限稀释法的筛选，就能选出需要的那种杂交瘤细胞（AB3）AB1、AB2、AB3……2.单克隆抗体（3）

制备过程抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞体外培养注射到小鼠腹腔内将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。单克隆抗体从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。细胞培养液提取小鼠腹水中提取2.单克隆抗体单克隆抗体筛选二杂交细胞杂交瘤细胞体外或体内培养筛选一骨髓瘤细胞

诱导融合分泌特异抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞群提取已免疫的B淋巴细胞动物细胞融合技术动物细胞培养技术既能大量繁殖又能产生专一抗体特异性强灵敏度高可大量制备注射抗原细胞增殖细胞膜具有流动性单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的项目第一次筛选第二次筛选（需要多次筛选）筛选原因方法筛选结果诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合细胞等用特定的选择培养基进行筛选：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。筛选出融合的杂种细胞选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。用96孔板培养，在每个孔中尽量接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞体内培养及体外培养的比较项目腹腔培养体外培养优点缺点易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低规模小，产量少可大规模培养，大量生产需要人为控制培养条件，成本相对较高2.单克隆抗体（4）

应用①作为诊断试剂(最广泛的用途)

女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——人绒毛膜促性腺激素（HCG），尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。②用于疾病的治疗和运载药物(主要用于癌症的治疗)2.单克隆抗体（4）

应用②用于疾病的治疗和运载药物(主要用于癌症的治疗)单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC2.单克隆抗体（4）

应用②用于疾病的治疗和运载药物(主要用于癌症的治疗)单克隆抗体：a.特异性强、灵敏度高

生物导弹单抗抗癌药物★原理：b.疗效高、毒副作用小

不损伤正常细胞，减少剂量。导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置。抗癌药物：杀死癌细胞习题巩固可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？讨论习题巩固2.核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如下图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是()A.免疫B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖B.骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖C.杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度目标抗体B习题巩固3.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是（

）A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能

无限增殖又可以分泌抗体B.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性

强，可以大量制备C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特

异性抗体的杂交瘤细胞D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性D动物细胞工程2四、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.概念将动物的一个细胞的

，移入

中，使这个重新组合的细胞发育成

，继而发育成

的技术。细胞核去核的卵母细胞新胚胎动物个体卵母细胞动物细胞去核取核移入重组细胞新胚胎克隆动物发育发育2.原理动物细胞核的全能性3.生殖方式无性生殖四、动物体细胞核移植技术和克隆动物卵母细胞动物细胞去核取核移入重组细胞新胚胎克隆动物发育发育克隆动物不是核供体动物100%复制的原因是什么？①克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质。②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境等因素的影响。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物4.哺乳动物核移植分类种类难易程度原因相对容易十分困难胚胎细胞核移植体细胞核移植分化程度低，全能性容易表现分化程度高，全能性难表现动物细胞核的全能性整个细胞随分化程度的提高，分化潜能逐渐减弱，全能性受到限制。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其

前

的功能状态，这导致了

；胚胎发育率低②对非人灵长类动物

进行操作的技术尚不完善。胚胎分化非人灵长类动物：具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物。

我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞(研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞)，在体外培养到MⅡ期高产奶牛(供体)从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养通过显微操作去核将供体细胞注射入去核的卵母细胞通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎将胚胎移入受体(代孕)母牛体内出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞(研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞)，在体外培养到MⅡ期。①卵母细胞体积大，易操作②卵黄多，营养物质丰富。（1）为何选用卵母细胞？（2）为何要培养到MⅡ期？含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件正常排出的卵子即处于MⅡ期6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例高产奶牛(供体)

一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养。6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例通过显微操作去核实际上是去除纺锤体-染色体复合物（1）卵母细胞去核的原因是什么？保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。（2）卵母细胞去核的方法显微操作去核法梯度离心紫外光短时间照射化学物质处理使DNA变性失活，达到去核的目的。没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例将供体细胞注射入去核的卵母细胞通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎。人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例将胚胎移入受体(代孕)母牛体内用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。6.克隆动物——以体细胞克隆牛为例将胚胎移入受体(代孕)母牛体内出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛新生个体的细胞质基因一部分来自去核卵母细胞，一般分来自供体细胞。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物细胞培养MII期去核细胞融合激活重构胚取供体细胞采集卵母细胞供体细胞去核卵母细胞重构胚胎早期胚胎将胚胎移入受体（代孕）母牛体内将供体细胞注入去核的卵母细胞生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛动物细胞培养动物细胞核移植早期胚胎培养胚胎移植1.繁殖方式：无性繁殖2.原理：动物细胞核的全能性四、动物体细胞核移植技术和克隆动物7.应用前景（1）在畜牧生产中加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育四、动物体细胞核移植技术和克隆动物7.应用前景（2）在医药卫生领域①建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。②治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。③患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。治疗性克隆治疗性克隆与iPS细胞治疗病人取核去核卵母细胞重构胚胎各种细胞组织或器官诱导取出体细胞核移植移植成纤维细胞取出转入相关因子iPS细胞各种细胞组织或器官胚胎干细胞取出诱导移植治疗性克隆iPS细胞治疗细胞发生转化四、动物体细胞核移植技术和克隆动物7.应用前景（3）在科研领域①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来

分析致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，还能为

研究该疾病的致病机制和开发相应

的药物提供帮助。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物7.应用前景（4）在保护濒危物种方面该技术有望增加濒危物种的存活数量黑草黄弄蝶白鳍豚金丝猴四、动物体细胞核移植技术和克隆动物8.存在问题（1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。（2）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与

发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次

的理论研究相结合。（3）绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，

如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。习题巩固4.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。习题巩固据图分析下列叙述错误的是()A.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因C课堂小结胚胎工程3胚胎工程3一、胚胎工程概念的理解指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将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。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。操作对象

目的技术种类操作水平主要集中在细胞水平上工程实质在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。理论基础哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律胚胎工程3二、受精和早期胚胎发育的过程1.受精受精定义阶段受精前的准备阶段受精阶段指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。准备阶段Ⅰ——精子获能准备阶段Ⅱ——卵子的准备场所输卵管内1.受精（1）精子获能①概念

刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的

发生

后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”生殖道相应的生理变化②研究精子获能机制的意义实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为

的建立奠定了基础。体外受精技术1.受精（1）精子获能研究精子获能机制找到精子在体外获能的方法实现哺乳动物精子体外获能为体外受精奠定了重要基础直接利用雌性动物的生殖道使精子获能将精子培养在人工配制的获能液中使其获能获能液中的有效成分有：肝素、Ca2+载体等。精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。1.受精（2）卵子的准备原始卵泡成熟卵泡黄体次级卵母细胞排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵子从卵泡中排出正常情况下，一个卵巢中有多个卵泡，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。1.受精（2）卵子的准备①不同动物排出的卵子成熟程度不同卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞马、犬排卵猪、羊排卵1.受精（2）卵子的准备②卵子的成熟卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞马、犬排卵猪、羊排卵MⅡ(中)期卵母细胞发育排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。1.受精（2）卵子的准备②卵子的成熟MⅡ(中)期卵母细胞透明带卵细胞膜核（纺锤体—染色体复合物）第一极体成熟卵母细胞卵子一般在排出

后才能被精子穿入。2-3h1.受精（3）受精过程受精精子获能受精前的准备卵子准备刚排出的精子必需在雌性动物的生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道；将精子培养到获能液（Ca2+载体、肝素等）中使其获能精子穿过卵细胞外结构精子进入卵细胞膜精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核雌雄原核靠近、融合透明带反应阻止多精入卵的两道屏障1.受精（3）受精过程第1步：精子穿越卵细胞膜外结构顶体反应获能后的精子与卵子在输卵管相遇释放多种酶（顶体酶）溶解卵细胞膜外的一些结构（如透明带）借助精子自身运动精子接触卵细胞膜1.受精（3）受精过程第2步：透明带反应在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。阻止多精入卵的第一道屏障1.受精（3）受精过程第3步：精子入卵精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。阻止多精入卵的第二道屏障第4步：卵细胞膜发生生理反应精子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。1.受精（3）受精过程第5步：雌雄原核的形成雄原核的形成精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。雌原核的形成精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。雄原核雌原核第一极体放出的第二极体1.受精（3）受精过程第6步：雌、雄原核融合，受精卵形成雌、雄原核充分发育相向移动，彼此靠近核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即将开始1.受精（3）受精过程受精的标志放出的第二极体第一极体多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ雄原核雌原核观察到两个极体或者雌、雄原核。受精完成的标志雌雄原核形成合子习题巩固1.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ⅡB.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习题巩固2.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子()C透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体胚胎工程3二、受精和早期胚胎发育的过程2.胚胎早期发育原肠胚受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚囊胚（1）卵裂期①场所输卵管、子宫②分裂方式有丝分裂2.胚胎早期发育（1）卵裂期③特点项目变化细胞数目每个细胞体积DNA总量每个细胞内的DNA总量有机物总量物质种类胚胎总体积增多减小增多不变减少增多不增加或略有减小2.胚胎早期发育（2）桑葚胚当卵裂产生的子细胞数目达到32个，逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。桑葚胚桑葚每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。2.胚胎早期发育（3）囊胚

内细胞团的细胞未分化，可以作为胚胎干细胞的来源。内细胞团滋养层囊胚腔透明带发育胎盘和胎膜发育胎儿的各种组织滋养层细胞已经分化细胞开始出现分化内细胞团细胞具有全能性2.胚胎早期发育（3）囊胚孵化内细胞团滋养层囊胚腔透明带囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统。2.胚胎早期发育（4）原肠胚滋养层内胚层外胚层原肠腔结构外胚层：内胚层：中胚层：表面的细胞层向内迁移的细胞内外两个胚层之间2.胚胎早期发育（4）原肠胚外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体课堂小结课堂小结1.个体发育过程中，从囊胚阶段开始出现细胞分化，

但此阶段细胞的全能性仍很高，可用于胚胎分割。2.原肠胚阶段是个体发育过程中分化程度最高的阶段，

但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。3.早期胚胎发育的营养物质来自卵黄，发育后期通过胎盘从母体吸收。习题巩固3.关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法错误的是（）A.桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同B.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的C.囊胚期的细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的B胚胎工程3三、体外受精1.过程包括

、

和

等步骤。卵母细胞的采集精子的获取受精雌性哺乳动物雄性哺乳动物精子获能的精子获能处理精子的获取卵母细胞成熟卵母细胞成熟培养卵母细胞的采集体外受精受精卵1.过程卵巢MⅡ卵母细胞体外受精获能精子精子离心处理新鲜或解冻的精液受精卵培养卵母细胞的采集并培养

精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能。1.过程——卵母细胞的采集（1）输卵管采卵(冲取卵子)

利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子。适合实验动物(兔、鼠)以及家畜猪、羊等。（2）屠宰动物的卵巢采卵从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。（3）活体采卵(卵巢中)借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等仪器，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。三、体外受精

一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。2.意义（1）提高动物繁殖能力的有效措施（2）为胚胎移植提供可用的胚胎胚胎工程3四、胚胎移植1.概念指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到

、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。同种的供体受体移植条件实质地位供体与受体为同种且生理状态相同早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移提供胚胎的个体接受胚胎的个体胚胎工程的最后一道“工序”转基因、核移植等四、胚胎移植2.过程对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理对供体母畜进行超数排卵配种或人工受精收集胚胎对胚胎检查、培养或保存胚胎移植对受体母畜进行妊娠检查产生具有优良性状的后代2.过程优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)受体母牛(有健康的体质和正常繁殖能力)进行同期发情处理1.什么是同期发情处理？利用某些激素（一般用孕激素）人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。2.同期发情处理的目的是什么？

使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。2.过程优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)对供体母牛进行超数排卵处理3.超数排卵的目的是什么？使一头母畜一次排出比自然情况下多许多的成熟卵子，用于配种或者人工授精，可获得多枚胚胎，经胚胎移植可得到多个后代。4.如何进行超数排卵？用外源促性腺激素处理供体母牛，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。2.过程优良公牛优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植受体母牛(有健康的体质和正常繁殖能力)