2018-2019学年高二生物北师大版选修3第2章 胚胎工程 2.2 胚胎工程实验技术

[题点全练]
1．分析下面图解，判断下列哪项不是精子、卵细胞发生的区别 (
D)
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B．MⅠ和 MⅡ的时间连续性 C．成熟生殖细胞是否经过变形 D．成熟生殖细胞中染色体的数目
解析： 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后， 由精原细胞分 裂形成的， 而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。 精 子的产生过程中，MⅠ和 MⅡ是连续的，而卵细胞的产生过 程是通过 MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过 程中完成 MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需 要变形。 成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成， 都含有相当 于亲本体细胞一半的染色体数目。 答案：D
1．精子与卵子的发生过程 (1)精子的发生：
(2)卵子的发生：
2．早期胚胎发育的过程示意图
[系统认知]
1． 受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两 道屏障”
概念 顶体 反应 内容 精子膜和顶体外膜发生一系列改变 并释放顶体酶的过程 精子触及卵细胞膜的瞬间， 会产生阻止后来的精子进入透明带 的生理反应 精子入卵后，卵细胞膜会立即发生 一种生理反应，拒绝其他精子再进 入卵内 作用 形成精子穿越放射冠的通路， 是精子和卵子结合必不可少的 条件 防止多精入卵受精的第一道屏 障
2． 如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段， 请据图回答下列问题：
(1)写出各个阶段的名称： 囊胚 原肠 桑椹 A：____________ ，B：____________ ，C：____________ 。 胚 胚 (2)写出图中各标号的名称： [2]______ ，[4]______ 内细胞 囊胚 ，[5]_______ 外胚 ，[7]_______ 原肠 ，[8]_______ 内胚 。 腔 层 __________ 层 (3)A团 时期的细胞具有发育上的 性，B 时期开始出现 全能 腔 细胞分 ，C 时期开始出现____________。 ____________ 胚层分 化 胎儿的各种组化 (4)[2]将来发育成__________________ 。 织 (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和 卵子结合， 防止多精入卵受精的两道屏障分别是______ _____ 透明 、 卵细 。 带反 胞膜 应 反应

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二、人工授精和胚胎体外培养
胚胎工程的核心技术是胚胎体外培养。 1.人工授精 (1)精子的获取: 主要包括:采精和精液的保存。 (2)卵细胞的获取:方法为超数排卵,即注射垂体所分泌的促卵泡激素和 促黄体生成激素,使雌性动物排卵数增加几倍至几十倍。采卵技术有手术采 卵(冲洗输卵管采卵)和非手术采卵(子宫冲卵)两种方法。 (3)当获取精子和卵细胞后,必须在体外条件下,利用化学药物(咖啡因、 肝素等)使精子达到获能状态,这样才能够穿入到卵细胞内部。人工授精的 方法有体外受精和显微授精两种。
方法 ②化学诱导法
1
2
3
4
5
(2)对精子进行获能处理。 方法名
方法内容 称
培养法 将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养 一段时间
化学诱 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187
ห้องสมุดไป่ตู้
导法
溶液中,用化学药物进行诱导
适用对象
啮齿动物、家 兔、 猪等
牛、羊等家畜
1
2
3
4
5
(3)卵母细胞的采集和培养。
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3.胚胎分割技术的应用 通过胚胎分割来扩大优良家畜的数量;培育遗传特性相同的动物群;还 可以用于胚胎的性别鉴定。
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五、胚胎干细胞核移植技术
1.概念 胚胎干细胞(ES 细胞)是一种高度未分化细胞,指由受精卵分裂发育成 早期胚胎(囊胚)时,其内细胞团的细胞。具有发育的全能性和二倍体核型, 能分化出成体动物的所有组织和器官,形态表现为胞体小,泡状、核大。 2.胚胎干细胞核移植的程序 (1)饲养层细胞培养体系的建立:用胚胎成纤维细胞作为饲养层细胞,这 类细胞能促进干细胞的生长,同时还可以分泌一些能够抑制细胞分化的物 质,抑制干细胞的分化。 (2)胚胎干细胞的获得:小鼠的胚胎干细胞一般选取桑椹胚、囊胚和延 迟着床的囊胚;人和猪的胚胎干细胞可从囊胚和原始生殖细胞中获得。 (3)胚胎干细胞的核移植:是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵母细胞 中,经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后由代孕母体直接获得克隆动物的 技术。

本 课 栏 目 开 关
特别提醒 冲卵的含义是从供体母牛子宫内冲出胚胎， 而非冲出卵子。
需保持无菌条件，快速移植。 (2)供体、受体动物的准备 ①供体、受体动物的选择
本 课 栏 目 开 关
遗传性能优良而稳 a． 实验证明， 选择供体时， 应先从那些__________________ 繁殖力 年龄 定 __的健康母畜中选择， 然后再根据营养情况 ________、 ______、 ____、
1．胚胎移植的基本程序 主要包括对供、受体 ________的选择和处理，配种 ____或进行人工授精， 对胚胎的收集 ____、检查 ____、培养 ____或保存 ____，对胚胎进行移植 ____，以及
检查等步骤。大致步骤如下： 移植后的 ____
(1)给良种母畜注射适宜的促性腺激素 __________， 使其排出大量的卵细 胞，称为超数排卵。 (2)采用人工授精 ________或自然交配 ________的方式， 使良种公畜的精子在良 种母畜体内同大量的卵细胞受精，并发育成早期胚胎 ________。 (3)用人工方法取出这些早期胚胎 ________(冲卵)，移植到多个“代孕 妈妈”的子宫内，使胚胎继续发育，最后分娩出良种个体。 (4)良种母畜经一段时间恢复后，可继续进行超数排卵， 以提 供尽可能多的优质胚胎供移植使用。
发情周期 超数排卵的反应 及自然排卵是否正常等指标 ________、对_______________
来进一步选择理想的供体群，并建立严格的供体档案。
学习探究区
b．受体的选择比较简单，原则上选择那些
生产性能较低 、数量较多、健康无病、发情周期正常的 _____________ 适龄母畜 作为移植受体。 _________

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2．透明带反应发生在 A．排卵时 C．顶体释放酸性水解酶后 ( B ) B． 精子与卵黄膜接触时 D．精子进入卵子后
自我检测区
3．关于受精，错误的是 A．受精发生在输卵管 B．受精前精子和卵子已完成第二次成熟分裂 C．精子细胞膜与卵子细胞膜融合 D．精子入卵后，发生卵黄膜封闭作用
4．如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段， 请据图回答问题：
4．早期胚胎发育的三个阶段 (1)桑椹胚：受精卵开始进行的几次有丝分裂叫卵裂 ____，结 果是 形成一个 卵裂球或 一团细胞 ，当卵裂 球分裂 到 桑椹胚 。 16～32 个细胞时，这时的细胞团叫 _______ _________ 意义：当卵裂球内含 2～ 8 个细胞时，每个细胞都具有 核 供体。 全能性 ，可以作为胚胎移植的 ___ _______ (2)囊胚：由桑椹胚发育而来。囊胚由内细胞团 ________和滋养层 ______ 完整的胚胎 ， 细胞组成。 内细胞团将来发育成 ___________ 滋养层细
本 课 栏 目 开 关
学习探究区 探究点二 胚胎发育的过程
早期胚胎的发育包括 3 个阶段，如下图所示。 阅读教材，分析图示思考：
本 课 栏 目 开 关
桑椹胚 囊胚
受精卵 。 1．起点：_______ 有丝 分裂。 2．方式：_____
学习探究区 输卵管 ，后移入子宫。 3．场所：最初在 _______
本 课 栏 目 开 关
学习探究区
【归纳提炼】 1．早期胚胎发育的过程总结如下
本 课 栏 目 开 关
学习探究区
2．哺乳动物个体发育的全过程
本 课 栏 【活学活用】 目 开 2．下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 ( 关
D)
A． 受精卵→囊胚→卵裂→原肠胚→组织器官的分化 B．卵→卵裂→原肠胚→组织器官的分化 C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体 D． 受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器 官的分化

为胚胎的收集提供了可能
26
3.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
4.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，其遗传特性 在孕育过程中不受任何影响。
27
5.胚胎移植成功与否要有两个条件
（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体 和受体之间进行。
4
精子细胞变形总结
1.细胞核
精子头的主要部分
2.高尔基体
头部的顶体
3.中心体
精子的尾
4.线粒体
线粒体鞘(尾的基部)
5.细胞内其他物质 原生质滴
(球状,最后脱落)
5
二、卵子的发生
1、场所：卵巢、输卵管 （卵子的发生是在卵巢完成的）内
2、时期：胚胎性别分化以后 3、过程
6
胎儿期
初情期后
卵原细胞
有丝分裂
发育的规律
2
一、精子的发生
1、场所: 睾丸 2、时期:
初情期
生殖机能衰退
3、过程： 分三个阶段
3
第１阶段—初级精母细胞的形成
数次有 精原细胞 丝分裂
大量精 原细胞
染色体复制
和其他物质 多个初级精母细胞
的合成
第２阶段： 精子细胞的生成
MⅠ
MⅡ
初级精母细胞
次级精母细胞
精子细胞
减数分裂
第３阶段：精子细胞变形成精子
（3）目的：继续发育为新个体
进行胚胎移植的优势是可充分发挥雌性优 良个体的繁殖潜力。缩短繁殖周期,增加一 生繁殖的后代数量
25
（三）.胚胎移植的生理学基础 1.哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一 段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生 理变化是相同的。 为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境 2.哺乳动物的胚胎形成后处于游离状态，在一 定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系。

答案
2.过程③之后，其他精子很难再入卵，原因是什么？有什么意义？ 答案 发生了透明带反应，防止多精入卵，保证子代细胞中染色体数目 正常。
答案
3.当观察到卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经 发生了什么变化？ 答案 卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经完成 了减数第二次分裂，这是受精的标志。
第2章 第1节 胚胎工程的理论基础
第2课时 胚胎的发育
[目标导读] 1.阅读教材P29内容，了解哺乳动物的受精过程。 2.结合教材P30图文，简述哺乳动物胚胎发育的过程及其主要特点。 [重难点击] 1.受精作用的概念。 2.动物胚胎发育的基本过程。
课堂导入
英国人W·希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移 植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内，结果生出两只纯种 的安哥拉兔。这是世界上第一例胚胎移植，胚胎工程由此创始。什么是 胚胎工程呢？胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础分别是什么？ 想了解这些，就让我们先来学习这一节：受精作用和早期胚胎发育。
12345
解析 答案
4.实验证明，下列胚胎发育到哪一阶段时，每一个细胞都属于全能干细胞
√A.桑椹胚以前
B.囊胚以后 C.原肠胚以前 D.孵化或出生前的胚胎 解析 桑椹胚以前的细胞还没有分化，每个细胞都具有发育成完整胚胎 的潜能。
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解析 答案
5.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：
透明带、卵细胞膜 ③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂 ④精
子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 ⑤透明带反应防止了多
精入卵和多精受精的发生
A.①②⑤
√B.①④⑤C.②③④Fra bibliotekD.②④⑤

本章整合
胚 胎 工 程
精子的形态结构
精子的发生 精子发生的过程
生殖细胞的形成 胚胎工程的
精子发生的激素调节 卵细胞的形态结构
理论基础
卵细胞的发生 卵细胞发生的过程
卵细胞发生的激素调节
胚胎的发育 受精作用 胚胎发育的过程
精子的获取
Hale Waihona Puke 人工授精 卵细胞的获取人工授精和胚胎体外培养
体外授精
显微授精
胚胎体外培养
胚胎的采集
胚胎移植前的准备 供体、受体动物的准备
胚胎移植技术
胚胎的保存
胚胎移植的实施
胚胎工程 实验技术
胚胎移植技术的应用 切割器具的准备 胚胎的预处理
胚胎分割的程序 胚胎的分割 胚胎分割技术
分割胚的培养
分割胚的移植
胚胎分割技术的应用
饲养层细胞培养体系的建立
胚胎干细 胚胎干细胞核移植 胚胎干细胞的获得
胞技术
胚胎干细胞的核移植
胚胎干细胞的应用