专题-3-胚胎工程课件.ppt

1、(1)动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础论基础(2)胚胎干细胞的移植胚胎干细胞的移植(3)胚胎工程的应用胚胎工程的应用(1)哺乳动物精子和卵子的发生哺乳动物精子和卵子的发生(2)胚胎移植的基本过程和理论基础胚胎移植的基本过程和理论基础(3)胚胎分割和胚胎干细胞的应用胚胎分割和胚胎干细胞的应用一、体内受精和早期胚胎发育一、体内受精和早期胚胎发育1精子、卵子的发生和受精作用精子、卵子的发生和受精作用(1)精子、卵子发生的比较精子、卵子发生的比较项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生场所场所睾丸的曲细精管内睾丸的曲细精管内雌性动物的卵巢内雌性动物

2、的卵巢内时期时期初情期开始，直到生初情期开始，直到生殖机能衰退殖机能衰退胚胎时期性别分化以后胚胎时期性别分化以后项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生过程过程卵原细胞的增殖卵原细胞的增殖初级卵母细胞初级卵母细胞形成卵泡形成卵泡初初级卵母细胞减数级卵母细胞减数分裂分裂成熟的卵成熟的卵子子(2)受精过程受精过程受精前的准备阶段受精前的准备阶段精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。内完成。卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期，卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期，才具备与精子受精的能力。才具备与精子受精的能力。受精阶段受精阶段获能的精子穿越放射

3、冠获能的精子穿越放射冠(顶体内的酶释放出来，顶体内的酶释放出来，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道越放射冠的通道)穿越透明带穿越透明带(精子与透明带接触，顶体酶溶解精子与透明带接触，顶体酶溶解透明带形成一条孔道，借自身运动可以穿过透明带形成一条孔道，借自身运动可以穿过)进入卵黄膜进入卵黄膜(卵黄膜表面有大量的微绒毛，抱卵黄膜表面有大量的微绒毛，抱合精子，精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵合精子，精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵)形成原核形成原核(精子形成雄原核，卵子完成第二精子形成雄原核，卵子完成第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核次分裂，排出

4、第二极体后形成雌原核)配子结合配子结合(雌、雄原核充分发育后，相向移雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组核染色体合为一组)2早期胚胎发育早期胚胎发育(1)过程：受精卵过程：受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚(2)各时期的特点各时期的特点个体发育的起点是受精卵。个体发育的起点是受精卵。卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加，但胚卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略有缩小，因此每个细胎总体积并不增加或略有缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内胞的体积会随分裂的进行不断缩小

5、，但核内遗传物质并未减少。遗传物质并未减少。桑椹胚时期：细胞均未分化，细胞全能性桑椹胚时期：细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。最高，是胚胎分割的最佳时期。囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化，但囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。原肠胚期：出现原肠腔，个体较大的细胞原肠胚期：出现原肠腔，个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。育成胎膜和胎盘。二、胚胎工程三个操作的流程二

6、、胚胎工程三个操作的流程1试管动物生产流程试管动物生产流程2克隆动物的培育流程克隆动物的培育流程(1)根据发育成根据发育成D新个体的卵细胞核由新个体的卵细胞核由B动物提动物提供，而性别及大多数遗传性状是由核内遗传供，而性别及大多数遗传性状是由核内遗传物质决定的，物质决定的，B、D两者的性别及大多数遗传两者的性别及大多数遗传性状相同。性状相同。(2)克隆动物的起点是经过核移植形成的一个克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞，其遗传物质主要来自供核一方。细胞，其遗传物质主要来自供核一方。3胚胎移植的培育流程胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例：以牛胚胎移植为例：(1)供体选择的条件是具有遗传性能和

7、生产性供体选择的条件是具有遗传性能和生产性能优良的个体；受体选择的条件是健康体质、能优良的个体；受体选择的条件是健康体质、正常繁殖能力的同种个体。对供体多用促性正常繁殖能力的同种个体。对供体多用促性腺激素处理，使之产生更多的卵细胞。腺激素处理，使之产生更多的卵细胞。(2)冲卵本质是冲出早期胚胎。冲卵本质是冲出早期胚胎。(3)对早期胚胎在体外培养到桑椹胚或囊胚阶对早期胚胎在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段进行移植。段进行移植。(4)胚胎移植后一定要对母牛进行是否妊娠的胚胎移植后一定要对母牛进行是否妊娠的检查。检查。(5)胚胎分割技术只是在以上技术的基础上采胚胎分割技术只是在以上技术的基础上采用机械方法

8、将早期胚胎切割成用机械方法将早期胚胎切割成2等份、等份、4等份等份或或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎，一等份等，经移植获得同卵双胎或多胎，一般选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，般选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，且注意将内细胞团均等分割，否则会影响分且注意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。割后胚胎的恢复和进一步发育。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞3胚胎干细胞、衰老细胞、癌细胞特征区别胚胎干细胞、衰老细胞、癌细胞特征区别衰老细胞衰老细胞癌细胞癌细胞胚胎干细胞胚胎干细胞细胞细胞膜膜通透性改变通透性改变糖蛋白减少，糖蛋白减少，黏着性降低，黏着性降低，易扩散易扩散无

9、改变无改变细胞细胞体积体积水分减少，细水分减少，细胞萎缩，体积胞萎缩，体积减小减小细胞小细胞小细胞小细胞小衰老细胞衰老细胞癌细胞癌细胞胚胎干细胞胚胎干细胞细胞核细胞核核体积增大，核体积增大，染色质固缩染色质固缩正常正常核大、核核大、核仁明显仁明显形态结形态结构构改变改变改变改变正常正常功能功能因酶活性降低，因酶活性降低，代谢缓慢；因代谢缓慢；因色素积累，影色素积累，影响信息交流响信息交流无限增殖，代无限增殖，代谢旺盛谢旺盛增殖而不分增殖而不分化化(2021年山东潍坊一检年山东潍坊一检)下图为利用生物下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的

10、过程。请回答下列问题：奶牛的过程。请回答下列问题：(1)细胞细胞A的形成过程中常用的诱导因素有的形成过程中常用的诱导因素有_。(2)过程中直接产生的过程中直接产生的A细胞可能有细胞可能有_种种(只考虑两个细胞融合只考虑两个细胞融合)，经选择性培养的杂，经选择性培养的杂交瘤细胞，还需要进行交瘤细胞，还需要进行_，经多次，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，进行体内或体外培养。细胞，进行体内或体外培养。(3)过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存

11、活，其生理基础是其生理基础是_。(4)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对牛，可对中囊胚进行中囊胚进行_，操作过程，操作过程中需要特别注意的问题是中需要特别注意的问题是_。【解析解析】(1)诱导动物细胞融合可用离心、诱导动物细胞融合可用离心、振动、电刺激处理，聚乙二醇处理或灭活的振动、电刺激处理，聚乙二醇处理或灭活的病毒处理。病毒处理。(2)两类细胞放在一起，经诱导融两类细胞放在一起，经诱导融合可形成合可形成3种由两个细胞融合的细胞：种由两个细胞融合的细胞：B细胞细胞与与B细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、B细胞细胞与骨髓瘤

12、细胞融合成的杂交瘤细胞，经选择与骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞，经选择性培养，多次检测和筛选获得能产生专一抗性培养，多次检测和筛选获得能产生专一抗体的杂交瘤细胞，再经体外培养或体内培养体的杂交瘤细胞，再经体外培养或体内培养获得大量的单克隆抗体。获得大量的单克隆抗体。(3)受体子宫的生理状态与供体子宫的生理状受体子宫的生理状态与供体子宫的生理状态相同，供体对移植胚胎不发生免疫排斥反态相同，供体对移植胚胎不发生免疫排斥反应，能保证移植的胚胎在受体子宫中存活。应，能保证移植的胚胎在受体子宫中存活。(4)胚胎分割移植产生的小牛，遗传物质相同，胚胎分割移植产生的小牛，遗传物质相同，在进行分割时要注意将囊胚

13、期的内细胞团均在进行分割时要注意将囊胚期的内细胞团均等分割。等分割。【答案答案】(1)灭活的病毒、聚乙二醇、电刺灭活的病毒、聚乙二醇、电刺激等激等(2)3克隆化培养和抗体检测克隆化培养和抗体检测(3)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应(4)胚胎分割胚胎分割(移植移植)将囊胚的内细胞团进行将囊胚的内细胞团进行均等分割均等分割 (2021年宁夏高考题年宁夏高考题)下图为哺乳动物下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的期的内细胞团或胎儿的内细胞团或胎儿的

14、_中分离得到的一类细胞。中分离得到的一类细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是图中分化程度最低的干细胞是_。在体。在体外培养条件下，培养液中加入外培养条件下，培养液中加入_因子，可因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因机体细胞中基因_的结果。的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓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。骨髓移植的实质移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的是将上图中的_细胞移植到患者体内。细胞移植

15、到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因是其原因是_。(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的的_期。期。(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用用_细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌选最终得到能分泌

16、_的杂交瘤细胞。的杂交瘤细胞。【解析解析】胚胎干细胞是指动物胚胎发育成胚胎干细胞是指动物胚胎发育成囊胚期时的细胞或胎儿中的原始性腺中分离囊胚期时的细胞或胎儿中的原始性腺中分离出来的一类细胞。胚胎干细胞是一种高度未出来的一类细胞。胚胎干细胞是一种高度未分化细胞，它具有发育的全能性，在体外培分化细胞，它具有发育的全能性，在体外培养时，培养液中加入分化诱导因子后能分化养时，培养液中加入分化诱导因子后能分化出成体动物的所有组织和器官。细胞分化的出成体动物的所有组织和器官。细胞分化的实质是基因的选择性表达的结果。骨髓移植实质是基因的选择性表达的结果。骨髓移植实际移植的是骨髓中的造血干细胞，通过骨实际移植

17、的是骨髓中的造血干细胞，通过骨髓移植可以治疗白血病。髓移植可以治疗白血病。通过细胞增殖可以大量的克隆细胞，哺乳动通过细胞增殖可以大量的克隆细胞，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能进行增殖。物成熟的红细胞没有细胞核，不能进行增殖。DNA的复制发生在细胞分裂的间期，用药物的复制发生在细胞分裂的间期，用药物抑制肿瘤细胞抑制肿瘤细胞DNA的复制可使肿瘤细胞停留的复制可使肿瘤细胞停留在细胞分裂间期。制备单克隆抗体时，可用在细胞分裂间期。制备单克隆抗体时，可用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又

18、能产生特异性抗体。异性抗体。【答案答案】(1)囊胚原始性腺细胞囊胚原始性腺细胞(2)胚胎胚胎干细胞分化诱导干细胞分化诱导(3)选择性表达选择性表达(4)造血造血干干(5)红细胞成熟的红细胞中无细胞核红细胞成熟的红细胞中无细胞核(6)间间(7)B淋巴特异性抗体淋巴特异性抗体1(2021年江苏高考题年江苏高考题)下列关于哺乳动物胚下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加断增加B胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割割C胚胎干细胞具有细胞核

19、大、核仁小和蛋白胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点质合成旺盛等特点D胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取胚胎中分离获取【解析解析】卵裂过程中细胞数目增加，而有卵裂过程中细胞数目增加，而有机物总量减少；细胞分割时需均等分割囊胚机物总量减少；细胞分割时需均等分割囊胚内细胞团；胚胎干细胞的特点是：细胞小，内细胞团；胚胎干细胞的特点是：细胞小，细胞核大，核仁明显；胚胎干细胞未分化，细胞核大，核仁明显；胚胎干细胞未分化，可从早期胚胎中获取。可从早期胚胎中获取。【答案答案】D2下列不属于动物细胞工程应用的是下列不属于动物细胞工程应用的是(

20、)A大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染感染B为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞C大规模生产食品添加剂、香料等大规模生产食品添加剂、香料等D利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖【解析解析】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植，核移植等，其中动物细胞培养技胚胎移植，核移植等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。在题目术是其他动物细胞工程技术的基础。在题目给出的选项

21、中，大规模生产干扰素、为烧伤给出的选项中，大规模生产干扰素、为烧伤病人提供移植的皮肤细胞和胚胎移植技术都病人提供移植的皮肤细胞和胚胎移植技术都离不开动物细胞的培养。大规模生产食品添离不开动物细胞的培养。大规模生产食品添加剂、香料等利用的技术手段是发酵工程。加剂、香料等利用的技术手段是发酵工程。【答案答案】C3(2021年高考宁夏理综年高考宁夏理综)现有现有A和和B两个肉牛两个肉牛品种，品种，A品种牛的细胞组成可表示为品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、细胞核、A细胞质，细胞质，B品种牛则为品种牛则为B细胞核、细胞核、B细胞质。细胞质。(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由如果要获得一头克隆牛，使

22、其细胞由A细细胞核和胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从细胞质组成，基本步骤是：从A品种品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出从培养细胞中取出_注入注入B品种牛的品种牛的_卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为胚胎，该胚胎被称为_，将该胚胎移入，将该胚胎移入代孕母牛的代孕母牛的_中，通过培育可达到目的。中，通过培育可达到目的。(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量难，原因之一是卵母细胞的数量_，为解，为解决这一问题，

23、可以用决这一问题，可以用_激素处理激素处理B品种母牛。品种母牛。(3)克隆牛的产生说明克隆牛的产生说明_具有全能性。克具有全能性。克隆牛的性状主要表现隆牛的性状主要表现_品种牛的特征。品种牛的特征。由由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自杂交牛细胞核的遗传物质来自_个亲本，个亲本，细胞质来自细胞质来自_性亲本，克隆牛和杂交牛的性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成遗传物质组成_(相同，不同相同，不同)。【解析解析】(1)克隆动物采用核移植，胚胎移克隆动物采用核移植，胚胎移植技术。植技术。(2)用促性腺激素处理母牛，可以促进卵细胞用促性腺

24、激素处理母牛，可以促进卵细胞的形成和排出。的形成和排出。(3)动物细胞的全能性表达受动物细胞的全能性表达受到抑制，但克隆牛到抑制，但克隆牛(羊羊)等动物的过程可以证明等动物的过程可以证明其细胞核仍具有全能性。克隆牛的性状主要其细胞核仍具有全能性。克隆牛的性状主要由核基因控制，因此主要表现为供核的母牛由核基因控制，因此主要表现为供核的母牛性状。杂交牛中细胞核的遗传物质来自公牛性状。杂交牛中细胞核的遗传物质来自公牛和母牛两个亲本，而细胞质基因来自母牛亲和母牛两个亲本，而细胞质基因来自母牛亲本，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质不同。本，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质不同。【答案答案】(1)细胞核去核重组胚胎子细胞核去核重组胚胎子宫宫(2)不足不足促性腺促性腺(3)动物体细胞核动物体细胞核A两雌不两雌不同同