专题3 胚胎工程复习课件 高二生物人教版选修三.pptx

选修三 现代生物科技专题专题3 胚胎工程期末复习知识点期末复习知识点（一）生殖细胞的发生和受精作用（一）生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程精子与卵细胞的发生过程（1）精子的发生：精原细胞先进行）精子的发生：精原细胞先进行有丝分裂有丝分裂后进行后进行减数分裂减数分裂；变形过程中，变形过程中，细胞核为精子头细胞核为精子头的主要部分，的主要部分，高尔基体高尔基体发育为发育为顶顶体体，中心体中心体演变为精子的演变为精子的尾尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。线粒体为精子运动提供线粒体为精子运动提供能量能量（2）卵子的发生：卵原细胞演变成）卵子的发生：卵原细胞演变成初级卵母细胞初级卵母细胞被卵泡细胞被卵泡细胞包围包围，减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一，减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在受精过程中完成的减二分裂是在受精过程中完成的。（3）精子与卵细胞发生过程）精子与卵细胞发生过程比较（学生自填）比较（学生自填）项目项目精子的发生过程精子的发生过程卵子的发生过程卵子的发生过程发生场所发生场所发生时间发生时间发生过程是否连续发生过程是否连续核物质含量核物质含量是否变形是否变形结果结果细胞质分裂细胞质分裂2.受精作用：受精作用：（1）受精场所：是）受精场所：是母体的输卵管母体的输卵管上段。上段。（2）受精前的准备）受精前的准备a.精子获能精子获能（在雌性动物生殖道内）；（在雌性动物生殖道内）；b.卵子的准备卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减数第二次分裂中期才具备受精能力）；到减数第二次分裂中期才具备受精能力）；（3）受精过程）受精过程卵子周围的结构由外到内：卵子周围的结构由外到内：放射冠、透明带、卵放射冠、透明带、卵黄膜黄膜，a顶体反应顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。射冠。b透明带反应透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应它是防它是防止多精子入卵受精的止多精子入卵受精的第一道屏障第一道屏障；c卵黄膜的封闭作用卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程它是防止多精子入卵它是防止多精子入卵受受精的第二道屏障精的第二道屏障；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核同时卵子完成减二分裂，形成雌原核注意：注意：受精标志是第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核受精标志是第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子融合成合子1.如如图图为为家家畜畜卵卵子子发发生生和和成成熟熟示示意意图图(n表表示示染染色色体体组组)。下下列列叙叙述述错错误误的的是是A.过程中细胞核内过程中细胞核内DNA数目加倍数目加倍B.的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的C.减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的为成熟的卵子为成熟的卵子D.为受精卵，在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个为受精卵，在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体极体D D课堂练习课堂练习2.下列不是精子、卵子发生的区别的是A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B.M和M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D（二）动物胚胎发育的基本过程（二）动物胚胎发育的基本过程1.胚胎发育是指受精卵发育成胚胎发育是指受精卵发育成_的过程的过程2.胚胎发育的各个阶段的特点：胚胎发育的各个阶段的特点：（1）卵裂期卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加。但胚胎的总体体积并不增加。（2）桑椹胚桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。（3）囊）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞群称为群称为内细胞团内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。而滋养，将来发育成胎儿的各种组织。而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚囊胚腔腔注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化这一过程叫孵化（4）原肠胚：特点：有了）原肠胚：特点：有了三胚层三胚层的分化，具有原肠腔。的分化，具有原肠腔。(三三)胚胎工程的应用胚胎工程的应用胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处胚胎工程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，由体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚理技术，由体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等组成的现代生物技术。胎冷冻保存技术和性别控制技术等组成的现代生物技术。1.体外受精和胚胎的早期培养体外受精和胚胎的早期培养(1)卵母细胞的采集和培养：卵母细胞的采集和培养：主要方法：用主要方法：用促性腺激素促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞采集卵母细胞；第三种方法是借；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养体外经人工培养成熟后，才能成熟后，才能与与获能的精子受精获能的精子受精。(2)精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。理。(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程的受精溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清血清等物质。等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保受体移植或冷冻保存存。不同动物胚胎移植的时间不同。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在的阶段移植，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。个细胞阶段移植。)2.胚胎移植胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中的技术。其中提供胚胎的个体称为提供胚胎的个体称为“供体供体”，接受胚胎，接受胚胎的个体称为的个体称为“受体受体”。（供体为优良品种，作为受体的（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序工序”。(2)胚胎移植的意义：胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。发挥雌性优良个体的繁殖能力。(3)生理学基础：生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4)基本程序主要包括：基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用是同一物种。并用激素进行同期发情处理激素进行同期发情处理，用促性腺激素对用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，天，用特制的用特制的冲卵冲卵装置，装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫也叫冲卵冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚桑椹或胚囊胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存的液氮中保存。对胚胎进行移植。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查是否妊娠的检查。3.胚胎分割胚胎分割(1)概念：是指概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割采用机械方法将早期胚胎切割2等份、等份、4等份等，等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高全能性仍很高，也可用，也可用于胚胎分割。）于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要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。割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（四）胚胎干细胞及其应用（四）胚胎干细胞及其应用1.干细胞分类干细胞分类(1).按照分化潜能的大小分按照分化潜能的大小分_(例例 _ _)、_（例（例_）、）、_（例（例_）。）。(2).按来源分按来源分_、_。2.胚胎干细胞胚胎干细胞(1)、哺乳动物的胚胎干细胞简称哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或或EK细胞，来源细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。(2)、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小体积小，细胞核大，核仁明显细胞核大，核仁明显；在功能上，；在功能上，具有发育的全能性具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)、胚胎干细胞的主要用途是：（了解）、胚胎干细胞的主要用途是：（了解）可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；少年糖尿病等；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；常功能；随着组织工程技术的发展，通过随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。3.下列关于卵裂期的叙述，正确的是A.细胞不断分裂，胚胎体积不断增大B.卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C.卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加D.卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少D D4.下列有关哺乳动物体外受精的叙述不正确的是A.哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精几个阶段B.直接从活体动物卵巢中吸取采集的卵母细胞，需要在体外经人工培养至M中期C.对于牛、羊等家畜的精子在体外进行获能处理时，一般用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行处理D.给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子D D