《胚胎工程》导学提纲新人教版选修3.docx

1、胚胎工程导学提纲新人教版选修3专题三 胚胎工程【课前导学】胚胎工程是指对动物 早期胚胎或配子 所进行的多种显微操作和处理技术，如 体外受精 胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养 等技术。经过处理后获得的 胚胎 ，还需移植到 雌性动物体内 生产后代，以满足人类的各种需求。3.1 体内受精和早期胚胎发育一、精子和卵子的发生（一）精子的发生场所：_睾丸的曲细精管_。时间：_初情期至生殖机能衰退_。第一阶段：位于_曲细精管管壁的精原细胞_进行数次_有丝_分裂，产生大量_精原细胞_，其中的一部分经过 DNA复制 和 蛋白质合成 ，进一步形成 初级精母细胞 。 第二阶段：_初级精母细胞_连续进行两次分裂（即

2、_减数分裂_）：M产生两个_次级精母细胞_，M共产生_4_个含_单倍染色体_的_精子_细胞。第三阶段： 精子细胞 经过变形，_细胞核_变为_精子头部_的主要部分，_高尔基体发育为头部的_顶体_，_中心体演变为_精子的尾_，_线粒体_聚集在_尾_的基部形成 线粒体鞘 。同时，其它物质浓缩为球状，叫_原生质滴_。讨论：1、哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？答：哺乳动物成熟的精子分为头、颈、尾三大部分，与动物体型无关。2、精子细胞变成精子过程中，细胞核和线粒体都保留，如何理解此现象？为何精子中的线粒体集中在尾的基部？答：细胞核是遗传物质复制和储存的场所，是细胞的控制中心，线粒

3、体为精子的游动提供能量。【例题1】有关精子的发生，错误的是（ ）A. 经过减数分裂，产生初级精母细胞B. 初级精母细胞经过减数第一次分裂产生两个次级精母细胞C. 两个次级精母细胞经过减数第二次分裂产生两个精子细胞D. 产生的精子细胞经过变形，形成精子【例题2】以下对精子形成过程的说法，不正确的是（ ）A. 精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分B. 高尔基体发育为头部的顶体C. 线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜D. 细胞内的其它物质浓缩为球体，叫做原生质滴。原生质滴中存在中心体（二）卵子的发生（1）场所_卵巢_。（2）时间：从 性别分化 时期开始（胎儿时期完成了 卵泡 的形成和在卵巢内的储备

4、）（3）过程卵原细胞初级卵母细胞（胎儿期 完成）注：初级卵母细胞卵泡细胞卵泡。1个初级卵母细胞1个次级卵母细胞第一极体（排卵前后完成）排卵前完成减数分裂的生物举例:猪、羊、牛排卵后完成减数分裂的生物举例：马、犬1个次级卵母细胞1个卵子第二极体（ 受精 过程中完成）【例3】哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在哪个时期完成的（ ）A. 出生前 B. 出生后至性成熟C. 性成熟时期 D. 性成熟以后【例4】排卵时，细胞处于的时期是（ ）A卵原细胞 B初级卵母细胞 C成熟卵细胞 D初级卵母细胞或次级卵母细胞（5）精子与卵子发生的区别精子发生卵子发生场所睾丸曲细精管卵巢、输卵管时间初情期至生殖机能衰

5、退胎儿期（初级卵母细胞形成）、初情期后过程特点M、M是（是或否）连续；需要变形；细胞质均等分配M、M否（是或否）连续；不需要 变形；细胞质不均等分配结果形成4个精子细胞形成1个卵细胞相同点原始生殖细胞的增殖为 有丝分裂；生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经1次染色体复制和2次分裂，子细胞中的染色体数目减半（三）受精（1）受精是_精子和卵子结合形成合子_（即_受精卵_）的过程。它包括受精前的准备阶段_和_受精阶段_。（2）准备阶段1_精子获能_。刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在_雌性动物生殖道_发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。准备阶段2_卵子的准备_，动物排出的可能是_初级卵

6、母细胞_也可能是_次级卵母细胞，都要在_输卵管_内进一步成熟，达到_减数第二次分裂中期_时，才具备与精子受精的能力。受精阶段：受精过程主要包括_精子穿越放射冠和透明带_、_进入卵黄膜 _、_原核形成和配子结合_。精子与卵子相遇，首先发生_顶体反应_，精子穿入_放射冠_，然后接触_透明带_，穿过_透明带_，接触_卵黄膜_。多精入卵受精的第一道屏障是透明带反应_，第二道屏障是_卵黄膜的封闭作用_。精子入卵后其尾部脱离，原有的_核膜_破裂并形成_雄原_核，受精后被激活的卵子完成减数第_二_次分裂，形成_雌原_核。最后它们的两组_核染色体_合为一组，形成_一个含二倍染色体的合子_也就是_受精卵 _ 。

7、【注意】1、受精标志： 卵黄膜和透明带之间有两个极体 的形成；受精完成标志是雌雄原核 融合成 合子 。2、防止多精入卵受精的两道屏障。3、受精作用的结果：使 单倍体的精子和卵子结合形成 二倍体 的受精卵，染色体数目恢复到 体细胞 中的数目，其中一半染色体来自 精子 ，另一半来自 卵细胞 。4、减数分裂和受精作用的意义：对于 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，对于 生物的遗传和变异 ，都是十分重要的。（四）胚胎发育(1)场所：输卵管和子宫。(2)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚胎儿幼体（2）卵裂期：特点：细胞进行有丝分裂分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有缩小 。

8、（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。这一阶段及之前的细胞是全能细胞。（4）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育胎儿的各种组织。延透明带内壁扩展和排列的，个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。中间的空腔称为囊胚腔。（5）原肠胚：特点：有了三个胚层 的分化，内细包团表层的细胞形成外胚层，下方的形成内胚层，内胚层包围的囊腔叫做原肠腔。滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘。含有全能细胞的时期：囊胚期之前；开始出现分化的时期是囊胚期；孵化发生的时期：囊胚期；内细胞团发育成胎儿

9、的各种组织；滋养层细胞发育成胎膜和胎盘。5试管动物属于生殖；克隆动物属于生殖。试管动物涉及到的生物技术有。6哺乳动物的体外受精主要包括、和等几个主要步骤。3.2 体外受精和早期胚胎培养试管动物技术是指通过_并通过_。一、从试管牛说起讨论：体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义二、体外受精1、卵母细胞的采集和培养（1）主要方法是：_处理，_，然后，从_，直接与_。（2）第二种方法：从刚_；第三种方法是直接从_ _。需借助_。采集的_，都要在体外经_后，才能与_受精。2、精子的采集和获能（1）A：_，采用_的方法，模仿_设计的装置，它能够满足_的要求，同时配有相适应的_。B：_，只适用于猪和犬等体型较

10、小，易于控制的家畜。C：_，这种方法多用于野生或经济动物。（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用_，即将取自附睾的精子，放入_中，培养一段时间后，精子就可获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用_，即将精子放在_。3、受精仔细阅读P72图3-14，思考受精过程，简单绘制“哺乳动物体外受精示意图”。易错警示 1卵子受精的标志：在卵黄膜和透明带之间的间隙观察到两个极体。 2受精完成的标志：雌、雄原核融合。三、胚胎的早期培养1、精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_中继续培养，以检查_的发育能力。培养液成分较复杂，除_和_外，还需添加_等营养成分，以及_等

11、物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向_移植或_。不同动物胚胎移植的时间不同。2、绘制流程图：牛体外受精胚胎工厂化生产流程图3.3胚胎工程的应用及前景一、胚胎移植胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的_、_和_。胚胎移植是指将_，或者通过_，移植到_、_，使之继续发育为_。其中提供胚胎的个体称为_，接受胚胎的个体称为_。地位：如_、_，或_等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过_技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。1、胚胎移植的现状和意义（1）以奶牛为例，一头良种母牛一年生下的后代可达数十头，远远超过在_所得的后代数量。近十年来，牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进

12、入_。（2）供体的主要职能变为_，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由_取代，大大缩短了_本身的繁殖周期。超数排卵：是指将_，使其发情，并能排出数量较多的_，经合理的_，可以获得数量较多的_。2、胚胎移植的生理学基础（1）四点内容：第一，哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，_、_，这就为_提供了相同的生理环境。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与_的联系，而是处于_，这就为_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_，这为胚胎在受体内的存活_。第四，_可与_建立正常的生理和组织联系，但移入受体的_，在孕育过程中不受任何影响。（2）应对供体和受体母畜进行_，使它

13、们的生理条件达到_，这样才能使供体的胚胎移入受体后有_，这是胚胎移植成功与否的关键。因此，必须做到供、受体母畜的_。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置_，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有_存在。（3）胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境_，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为_。3、胚胎移植的基本程序以家畜的胚胎移植为例，认真阅读P77，图3-19，思考讨论：胚胎移植的基本程序包括哪些？每一步技术操作的作用如何？二、胚胎分割1、胚胎分割是指采用_将早期胚胎切割成_、_或_等，经移植获得_的

14、技术。来自同一胚胎的后代具有_，因此，胚胎分割可以看做动物_的方法之一。目前以_和_最高。2、内细胞团一般到_阶段才出现，它是发育为胚胎本身的_，将来发育成胎儿的各种组织。进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的_或_，将其移入盛有_的培养皿中，然后，用_或_进行分割。具体操作程序：用_切开，吸出其中的_，注入_中，或直接将_。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将_，否则会影响分割后_。3、牛胚胎的分割如图323所示。到目前为止，最常见的是经分割产生的_，而_成功的比例都很小。三、胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称_或_细胞，来源于_或从_中分离出来。2、ES细胞具有_的特性，在形态上表现

15、为_小，_大，_明显；在功能上，具有_，可分化为_体内任何一种_。另外，在体外培养的条件下，可以_，可进行_保存，也可进行_。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物_；是在体外条件下研究_的理想材料，在培养液中加入_，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导_向_，这为揭示_和_的机理提供了有效的手段；可以用于治疗_，如_、_等；利用可以被诱导分化形成_的特性，移植_可使坏死或退化的部位得以_；随着_的发展，通过体外诱导分化，定向培育_，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后_的问题。【总结归纳】1精子和卵子在发生上的区别 2同种生物精卵结合的保障 卵子透明带上存在精子特异性识别的受体，只

16、允许同种生物的精子与卵子结合。 3防止多个精子入卵受精的保障 （1）透明带反应：精子穿过放射冠和透明带，在接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这是防止多精入卵受精的第一道屏障。 （2）卵黄膜封闭作用：精子与卵黄膜接触，精子外膜和卵黄膜融合，精子人卵后，卵黄膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。 4胚胎移植的时间及要求 （1）牛、羊一般培养到桑椹胚或囊胚，若进行胚胎分割，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。（2）人的试管胚胎可在4个细胞阶段移植。5转基因动物、克隆动物和试管动

17、物的比较6几种特殊的生殖方式【典题反馈】 题型1 考查精子和卵细胞形成的知识典题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_。题型2 胚胎工程的基本操作反馈1 自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题。 （1）现有一头良种雄性黄牛，请你提供一种简便的方法，使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。_。

18、（2）现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。简述操作步骤（至少写出其中的4个重要步骤）：_ _。（3）采用什么方法可以使普通黄牛产下奶牛、良种肉牛等多品种小牛。_。反馈2 胚胎移植的基本程序如下图（以胚胎移植为例）,请据图回答: 选择 供体母牛 受体母牛同期发情处理 超数排卵 供体公牛 配种 冲卵 质量检查、培养 胚胎移植 妊娠检查 分娩（胚胎移植的犊牛） （1）对供体母牛、供体公牛的要求是 _。受体母牛必须和供体牛 。 （2）同期发情处理的方法是_ _,它可以促进 _的分泌和_ _的生成. （3）一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,其基因型都相同

19、吗?_ 为什么? 。题型3 胚胎工程的应用反馈3 一个婴儿出生后，医院为他保留了脐带血，在他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是 （ ） A用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性 B用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物题型4 考查生物工程的安全性问题 典题4 时代杂志评出的2007年十大科学发现中指出，美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组后，可以

20、转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞”。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议，另一方面也使得干细胞研究的材料来源更不受限。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。 （1）在胚胎发育中，根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为_、_、_三个阶段。 （2）胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁殖后代的过程。其生理学基础主要有那些? _。（至少答出两点） （3）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由_分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞，称为诱导式多能性干细胞（i

21、PS）。在基因工程中，这四个基因称为_，所利用的病毒称为_，在基因工程中常用的工具酶有_。与借助胚胎提取胚胎干细胞比较，这样获得干细胞的研究，其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞，不仅避开了长期以来有关生物技术的_方面的争议，也使胚胎干细胞来源更加广泛。（4）通过体细胞核移植技术，从患者身上取出体细胞，将其细胞核植入去核的卵母细胞内，经培养获得早期人类胚胎，然后再从中培育“患者自身的”胚胎干细胞供医学临床使用的技术叫做_。这一技术也可以用来研究“克隆人”，中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是：_、_、_、不接受任何生殖性克隆人的实验。【课堂反馈】1下列关于动物胚胎移植的叙述中，错误的是 （ ）A受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植 B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C超数排卵技术要使用一定的激素 D试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行2高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程，下列有关叙述错误的是