专题 3 胚胎工程 考纲内容 能力要求 命题展望 1. 动物胚胎发育的基本过 程与胚胎工程的理论基础 2．胚胎干细胞的移植 专题 3 胚胎工程 考纲内容 能力要求 命题展望 1. 动物胚胎发育的基本过 程与胚胎工程的理论基础 2．胚胎干细胞的移植 3．胚胎工程的应用 Ⅰ Ⅱ 以人类健康为背景， 考查与本专题有关 的知识

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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。 2．精子和卵子的发生 一、体内受精和早期胚胎发育 1．胚胎工程概念 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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。 2．精子和卵子的发生 (1)精子的发生 1)场所：睾丸的_________。 曲细精管 2)时间：________→生殖机能衰退。 初情期

2)时间：____________________________。 3．受精作用 (1)场所：输卵管。 (2)过程 (2)卵子的发生 1)场所：_______、输卵管。 2)时间：____________________________。 3．受精作用 (1)场所：输卵管。 (2)过程 1)准备阶段：精子获能、卵子的准备。 卵巢 始于性别分化后(胚胎时期) 2)受精阶段 顶体反应(穿越放射冠)→_____________(屏障 1)(穿越透 明带)→__________________(屏障 2)( 进入卵黄膜)→原核形 成，配子结合成受精卵。 透明带反应 卵黄膜封闭作用

(1)卵母细胞的采集和培养：促性腺激素、超声波探测仪、 内窥镜等。 (2)精子的采集和获能 1)采集：假阴道法、手握法、电刺激法。 4．胚胎发育 受 精 卵 → 卵 裂 →________→ 囊 胚 ( 内 细 胞 团)→______→组织器官的分化。 二、体外受精和早期胚胎培养 1．体外受精 (1)卵母细胞的采集和培养：促性腺激素、超声波探测仪、 内窥镜等。 (2)精子的采集和获能 1)采集：假阴道法、手握法、电刺激法。 2)获能：________、化学诱导法。 (3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子发生作用。 桑椹胚 原肠胚 培养法

将受精卵移入发育培养液中，发育到适宜阶段，将其取出 2．早期胚胎培养 将受精卵移入发育培养液中，发育到适宜阶段，将其取出 向受体移植或冷冻保存备用。 三、胚胎工程的应用和前景 1．胚胎移植 (1)概念 将雌性动物的早期胚胎，或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体内，使 之继续发育成为新个体的技术。

1)动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生 殖器官的生理变化是_______。 2)早期胚胎处于__________。 (2)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。 (3)生理基础 1)动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生 殖器官的生理变化是_______。 2)早期胚胎处于__________。 3) 受 体 对 移 入 子 宫 的 外 来 胚 胎 基 本 上 不 发 生 相同的 游离状态 免疫排斥反应 _____________。 4)供体胚胎的遗传特性在孕育过程中_______________。 (5)基本程序：对供、受体的选择和处理、配种或人工授精 →对胚胎的收集→检查、培养或保存→胚胎移植→检查。 不受任何影响

(1)概念：采用机械方法将早期胚胎分割成 2 等份、4 等份 2．胚胎分割 (1)概念：采用机械方法将早期胚胎分割成 2 等份、4 等份 或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。 (3)材料：发育良好、形态正常的_________________。 3．胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞) 桑椹胚或囊胚 (1)来源：是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 (2)特点：体积小、核大、核仁明显；具有发育的_______； 全能性 在体外培养条件下可以增殖而不分化。 (3)应用：治疗人类的某些顽症、培育移植用人造组织器官、 研究体外细胞分化的理想材料。

精子、卵子的发生 1．比较

(1)哺乳动物精子发生的主要特点——精子的变形过程 (2)动物精子的大小与动物的体型大小无关。

(3)哺乳动物卵子发生的主要特点 ①初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生 一个次级卵母细胞和一个第一极体。 ②当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分 裂形成卵细胞和第二极体。 ③卵细胞只允许同种单个精子完成受精的保障 a．第一道屏障：透明带反应。 b．第二道屏障：卵黄膜封闭作用。

①受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。 ②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。 (4)受精的标志和受精完成的标志 ①受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。 ②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。 【易错易混】 ①成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备 受精能力。 ②排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排 出。

【突破题 1】下列不是精子、卵细胞发生的区别的是( ) A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B．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量 D

个体发育的过程 图 3－3－1

1．早期胚胎的发育 (1)早期胚胎发育所经历的几个重要阶段(如图 3－3－2 所示) 图 3－3－2

这些细胞都是全能细胞。囊胚则出现了细胞分化，聚集于一端 个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内 (2)哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点 桑椹胚的细胞数在 32 个左右，细胞排列致密，形似桑椹， 这些细胞都是全能细胞。囊胚则出现了细胞分化，聚集于一端 个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内 壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和 胎盘，为胎儿发育提供营养。 2．胚后发育 (1)直接发育：幼体的身体长大，生殖器官成熟，形成成体。 (2)变态发育：幼体在发育过程中，形态结构和生活习性在 短时间内发生显著的变化，形成成体。如蛙、昆虫等。

(2)外因：环境(温度、水、氧气、营养等)。 【易错易混】 3．影响发育的因素 (1)内因：遗传信息。 (2)外因：环境(温度、水、氧气、营养等)。 【易错易混】 ①个体发育的起点是受精卵的分裂，终点是性成熟的个体。 ②发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；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的过程中。 ③受精卵是新生命的开始，其全能性最高。细胞全能性随 发育的深化而降低。

【突破题 2】关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的 是( ) A．囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 B．囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同 D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差 异，而是转录水平上的差异引起的。 A

(1)培养液成分：除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维 早期胚胎培养和胚胎移植 1．胚胎工程中胚胎的早期培养 (1)培养液成分：除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维 生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等物质。 (2)胚胎去向：受体移植、冷冻保存。 2．胚胎移植 (1)胚胎移植的实质 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位 置的转换，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。

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。 (2)胚胎移植成功的保障 ①供、受体生殖器官的生理变化是相同的。 ②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。 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，这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的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。 (3)胚胎移植的意义：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潜力。

(4)胚胎分割 ①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 ②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。 ③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。

【突破题 3】供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发 情处理的原因是( ) A．防止受体牛不愿意接受胚胎 B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继 续正常发育 C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理 状态完全相同 D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强 B

胚胎干细胞的移植 1．胚胎干细胞的特性 (1)在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。 (2)在功能上，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。 (3)在体外培养的条件下，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。 2．胚胎干细胞的主要用途 (1)可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律。 (2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。

(3)可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、青年 糖尿病等。 (4)利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。 (5)通过 ES 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，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问 题。 【易错易混】ES 细胞来源于早期胚胎，是从早期胚胎细胞中分 离出来的，也可从原始性腺中分离出来。

的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨骼、 【突破题 4】科学家研究发现，从怀孕妇女胎盘的羊水中发现 的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨骼、 血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是( B ) A．这个实验证明了干细胞具有全能性 B．从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体 组成不一样 C．这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分 化的结果 D．这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞， 将有助于更多的医学用途

胚胎移植和胚胎分割移植的应用 1．胚胎移植成功的两个重要条件 (1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种” 是指“同物种”。 (2)供、受体生理状态要相同 ①供、受体母畜的发情时间一致。 ②移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同 或相似。

牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚 前；人胚胎可在 4 个细胞阶段移植；几乎所有动物不能到原肠 2．胚胎移植时间：不同动物其胚胎移植的时间不同。 牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚 前；人胚胎可在 4 个细胞阶段移植；几乎所有动物不能到原肠 胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。 3．胚胎分割的时间及原因 (1)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎 分割的最佳时期。 (2)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性 仍很高，也可用于胚胎分割。

D 早期胚胎培养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。以下说法中，不正确的是 D ( ) A．这里说的同“种”是指同一“物种” B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，可以成功地生 出荷斯坦奶牛 C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功 D．不管是否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的

备选题在进行囊胚切割时，要注意将( )等分。 A．透明带 C．内细胞团 B．滋养层 D．囊胚腔 C

B．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获 取 C．胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同 下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述， 错误的是( A ) A．胚胎分割时，最好选择桑椹胚或原肠胚 B．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获 取 C．胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同 D．培育试管动物时，受精过程及早期胚胎发育过程在体外 进行