【学海导航】2015届高考生物一轮总复习 第37讲 胚胎工程课件 新人教版选修3

三、胚胎移植与胚胎分割 1．胚胎移植 (1)概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外 受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相 同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技 术。 (2)胚胎移植的实质：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。
5．胚胎干细胞的主要用途 (1)ES细胞移植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)体外诱导分化ES细胞，可培育成组织器官，用于 器官移植。
(3)在培养液中加入分化诱导因子，诱导ES细胞向不 同类型组织细胞分化，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。
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)卵母细胞的采集和培养 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：对大型动物一般采用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：培养法和化学诱导法。 (3)受精：获能精子和成熟卵子在获能液或专用的受精 溶液中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)早期胚胎的界定：指可用于移植的胚胎，在原肠胚 之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
解析：本题主要考查动物细胞培养和胚胎移植等有关知 识，意在考查考生识记和理解应用能力。 (1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的 初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触 时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
答案：(1)原代培养
接触抑制
(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获 得，该过程称为__________；也可从灰鼠体内取出卵 子，通过__________后进行早期胚胎培养获得。
答案：(2)胚胎干细胞
分化诱导
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细 胞中基因__________的结果。
解析：(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
答案：(3)选择性表达
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可 以达到治疗的目的，骨髓移植的实质是将上图的 __________细胞移植到患者体内。
解析：(2)将早期胚胎从母牛子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。
答案：(2)冲卵(或冲胚) 体外受精(或核移植)
(3)图中重组囊胚通过__________技术移入白鼠子宫 内继续发育，暂不移入的胚胎可使用方法保存。
解析：(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液 氮中冷冻保存。
答案：(3)胚胎移植
答案：(4)内细胞团
诱导分化
四、胚胎干细胞的移植 1．胚胎干细胞的概念 哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期 胚胎或原始性腺中分离出来的一类具有发育的全能性的 细胞。 2．胚胎干细胞的来源 (1)胚胎发育中，从桑椹胚及囊胚中的内细胞团均可 分离出胚胎干细胞。 (2)在胎儿性别分化后，从原始性腺中也可分离出胚 胎干细胞。
三、胚胎发育
1．个体发育起点是受精卵，终点是发育为性成熟的个 体。由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育为成体是 胚后发育。 2．早期胚胎发育包括受精卵经卵裂期形成桑椹胚，经 初步分化形成有滋养层、内细胞团、囊胚腔的囊胚，透明带 破裂孵化后进一步分化发育为具有三胚层、原肠腔的原肠胚 的过程。
3．发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细 胞。 4．受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细 胞全能性随发育的深化而降低。桑椹胚前的细胞属于全能细 胞；囊胚中的内细胞团也具有全能性。 5．原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但 应注意细胞分化贯穿于整个个体发育过程中。
【例4】下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示 意图。请回答下面的问题。
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至__________期的 内细胞团或胎儿的__________中分离得到的一类细胞。
解析：(1)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，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋 养层细胞。
3．胚胎工程的三个操作流程 (1)试管动物生产流程
(2)克隆动物的培育流程
(3)胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例：
【例3】(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__________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿 底时停止分裂，这种现象称为__________。
【例2】(2013· 威海质检)下图表示高等动物的个体发育过 程，下列说法正确的是( )
【例2】(2013· 威海质检)下图表示高等动物的个体发育过 程，下列说法正确的是( C ) A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育 B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的 体积不断增大 C．囊胚是具有囊胚腔、内细胞团滋养层的早期胚 胎，内细胞团的细胞为胚胎干细胞 D．原肠胚是进行胚胎移植的最好时期
3．场所：输卵管 2．受精前的准备阶段 (1)精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的 生理变化后，才获得受精能力的生理现象。原因解释：精液 由精子和精清(精浆)两部分组成。精清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。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道 分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获 能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主 要是子宫和输卵管。
解析：由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育 为成体是胚后发育。卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而 每个细胞的体积减小。囊胚孵化后形成的原肠胚期已发生 了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一 般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进 行。
考点二
胚胎工程及应用与前景
一、胚胎工程的概念 胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子进行的多种显微 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。
答案：(1)囊胚
原始性腺
(2)图中分化程度最低的干细胞是__________。在体 外培养条件下，培养液中加入__________因子，可诱导 该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
解析：(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞， 全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化 形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。
第37讲
胚胎工程
考点一
体内受精和早期胚胎培养
一、精子与卵细胞的发生 1．精子的发生：睾丸的曲细精管中的精原细胞在初情 期后先进行有丝分裂，后进行减数分裂，1个精原细胞最后 形成4个精细胞，再经过变形过程形成精子。 精细胞的变形过程：细胞核为精子头的主要部分，高尔 基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，供能的线粒体在 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。
(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。
2．胚胎分割 (1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 (3)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。 (4)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。
冷冻(或低温)
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的__________分离 培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对 人类iPS细胞进行定向__________后用于疾病的细胞治 疗。
解析：(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎 或原始性腺分离出来的一类细胞。iPS与ES细胞一样，可通 过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。
A ．精子变形中，高尔基体发育为头部的顶体，细胞核 变为精子头部的主要部分
B ．卵子形成时的两次分裂均在卵巢内完成，排出成熟 卵子的过程即为排卵 C．卵子是否释放第二极体是卵子是否受精的标志
D ．只有获能的精子和发育成熟的卵子相遇才发生受精 作用
解析：本题考查精子、卵细胞的形成及体外受精的 知识。精子变形中，高尔基体发育为顶体，中心体演变 为尾，细胞核是头部的主要成分，线粒体——“动力工 厂”在尾的基部。排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的 可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞，但不是成熟的卵 细胞；卵子形成时第一次分裂一般在卵巢内，第二次分 裂在输卵管中。获能精子与发育至MⅡ(中期)卵子才具 备受精能力，释放第二极体是卵子受精的标志。
2．卵子的发生：卵巢中的卵原细胞在性别分化后经 有丝分裂并进一步演变成初级卵母细胞(被卵泡细胞包围) 形成初级卵泡，在排卵前后经减数第一次分裂形成第一极 体和次级卵母细胞，排入输卵管的次级卵母细胞的减数第 二次分裂是在受精过程中完成的，形成1个卵子和1个第二 极体，其中多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分 裂形成2个第二极体。