1、精子获能,卵子的准备,顶体反应,透明带反应,卵黄膜封闭,两个极体,有丝分裂,不增加,缩小,全能细胞,各种组织,胎膜和胎盘,问题探究1：哺乳动物精子和卵子的发生在时间上的主要区别是什么？提示：哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。,内胚层,中胚层,原肠腔,卵母细胞,精子,血清,桑椹胚,816个细胞,同种的、生理状态相同,生殖器官,游离状态,免疫排斥,生理和组织,遗传特性,选择和处理,人工受精,移植,早期胚胎,同卵双胎,多胎,桑椹胚,囊胚,内细胞团,问题探究2：(1)采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精吗？(2)不同动物胚胎移植的时间
2、一样吗？提示：(1)不可以。采集的卵母细胞，需在体外经人工培养成熟后，即培养到减数第二次分裂中期，才能与获能的精子受精。(2)不一样。有的动物的胚胎要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植(如牛、羊)，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在816个细胞阶段移植。,早期胚胎,原始性腺,细胞核,核仁,全能性,分化,1下列有关哺乳动物精子和卵子的发生以及受精作用的叙述，正确的是()A采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用B排卵就是排出成熟卵子的过程C卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成D受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体【答案】D,2将下列哺乳
3、动物受精过程中的变化按顺序排列，正确的是()第一次卵裂开始释放第二极体顶体反应穿越透明带雌、雄原核的形成核膜消失，雌、雄原核融合ABC D【答案】D,3在“试管牛”的生产过程中，不是必需的操作是()A卵母细胞的采集和培养B受精卵中导入抗病毒基因C精子的采集和获能D胚胎的早期培养和移植【答案】B,4科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”说法正确的是()AiPS细胞分化为神经细胞的过程应在培养细胞的普通培养基上进行BiPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具细胞周期CiPS细胞可分化形成多种组织细胞，
4、说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变DiPS细胞分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因【答案】B,5国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进展。目前，已经成功获得经纯化的抗凝血酶蛋白，达到国际先进水平。下面是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图：,(1)根据流程图分析，动物乳腺生物反应器主要利用了_技术、胚胎工程技术和细胞培养技术。(2)要实现超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用_处理，然后在恰当时期采集卵子。通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是_。(3)过程需将抗凝血酶基因注入受精卵的雄原核内，在显微镜下判断是否完
5、成受精作用的标志是_。,(4)要使人的抗凝血酶基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_、_、标记基因等部分。在之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入抗凝血酶基因，宜采用_技术。(5)若要一次获得多只相同的转基因崂山奶山羊D，应采用_技术。【答案】(1)转基因(DNA重组)(2)促性腺激素精子没有获能(3)在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体(4)启动子终止子DNA分子杂交(5)胚胎分割移植,1.精子与卵子发生的比较,2.受精作用的过程(1)受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育
6、到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。,(2)受精阶段第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。,3早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚(2)图示：,(1)图中A是_，B是_，E是指_，阶段C是指_，阶段D是指_。(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
7、在的变异方式是_。,【解析】本题考查卵子形成过程中的有关知识。(1)图中为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；为减数分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后；(2)当观察到第二极体时，表明卵子已完成了受精作用；(3)着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，因此为；(4)有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。,【答案】(1)第一极体合子受精胎儿期初情期后(2)卵子已经完成了受精(3)(4)基因突变、染
8、色体变异,1. 卵泡与卵子的关系雌性胎儿卵巢内卵原细胞初级卵母细胞每个初级卵母细胞被卵泡细胞包围卵泡排卵前后进行减数第一次分裂，形成一个次级卵母细胞和第一极体进入输卵管精子与卵子综合过程次级卵母细胞经减数第二次分裂形成一个卵子和第二极体。2. 排卵是指排出“卵泡”而不是排出卵子。3. 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(胎儿期)完成的这是精子和卵子在发生上的重要区别。,1(2012浙江理综)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是()A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚
9、层,【解析】此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同种生物的精子，A正确；受精卵开始的几次卵裂，由于没有接受外来营养物质，细胞数目虽在增加，但卵裂球细胞总体积并没有增大，甚至略有减小，B错误；囊胚由滋养层和内细胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性，将来发育成胚胎的附属结构，内细胞团细胞才具有发育全能性，C错误；原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化，D错误。【答案】A,2(2012盐城一模)下列有关哺乳动物卵细胞在生物技术中的应用正确的是()A提取出来的卵细胞与精子相遇即可结合形成受精卵B直接进行细胞培养可形成试管动物C可直接作为核移植的受体细
10、胞D作为目的基因的受体细胞，但不能直接培育成转基因动物,【解析】获取哺乳动物卵细胞时，提取出来的是初级卵母细胞或次级卵母细胞，其要发育到减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合形成受精卵，A项错误。哺乳动物的卵细胞单独培养不能形成试管动物，需进行受精后才可形成试管动物，B项错误。卵细胞去核后可以作为核移植的受体，C项错误。卵细胞不能直接培育成转基因动物，D项正确。【答案】D,3如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：,(1)写出各个阶段的名称：A_，B_，C_。(2)写出图中各标号的名称：2_，4_，5_，7_，8_。(3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_，C时期开
11、始出现_。(4)2将来发育成_。(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，保证合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是_、_。,【解析】本题考查受精和动物的胚胎发育等知识以及识图、填图能力。(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层细胞，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团细胞；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层和中胚层。,(4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是
12、防止多精入卵的两道屏障。【答案】(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应卵黄膜封闭作用,1.理论基础(1)胚胎移入受体的生理基础：哺乳动物发情后，生殖器官的生理变化相同。(2)胚胎收集的理论基础：早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系。(3)胚胎在受体内存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)胚胎在受体内正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系，但遗传特性不受影响。,2基本操作程序(以牛为例),(1)选择的对象包括良种公牛、母牛和普通
13、母牛，处理是指对良种母牛和普通母牛做同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化相同，同时要对良种母牛做超数排卵处理，以促其多产生卵子。(2)冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。(3)良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的，受体母牛只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。,根据以上信息回答下列相关问题。(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下_，并通过培养发育为_后，再经_产生后代的技术。(2)图中过程通常采用_技术。在这个过程中_的精子与卵子相遇时，首先发生_反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。(3)胚胎移植时，受体应处于适合
14、的生理状况，此时可利用激素对受体进行_处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。,(4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)。_(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物，在基因工程操作的基本程序中，基因工程的核心是_，科学家利用基因工程技术，使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立的生产生长激素的乳房生物反应器，即：科学家将_重组在一起，通过_等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入
15、泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。,【解析】(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，培养发育为早期胚胎，再进行胚胎移植。(2)精子获能后与卵子受精。(3)胚胎移植要进行同期发情处理，使供、受体的子宫所处的生理环境一致。(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定，可用DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)或分析胚胎细胞的染色体组型。(5)基因工程的核心是基因表达载体的构建。乳房生物反应器是将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件组合在一起，构建基因表达载体。,【答案】(1)成熟和受精早期胚胎胚胎移植(2)体外受精获能顶体(3)同期发情免疫排斥(4)DNA分子
16、杂交技术(利用基因探针鉴定)、分析胚胎细胞的染色体组型(5)基因表达载体的构建生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件显微注射,1. 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。2. 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。3. 作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良的品种。,1(2012江苏单科)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C对冲卵获得
17、的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低,【解析】本题主要考查胚胎移植的有关问题。常用孕激素对受体母牛进行同期发情处理，对供体母牛还要注射促性腺激素做超数排卵处理，故A错；受精和早期胚胎培养可在雌性动物体内完成，也可以在体外完成，故B错；对冲卵获得的桑椹胚或囊胚检查合格后方可移植，故C错；胚胎分割移植最常见的是同卵双胎，而同卵多胎的成功率很小，故D对。【答案】D,2人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转
18、入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下：.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；,.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：_。,(2)步骤中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行_处理。受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括_反应和卵黄膜封闭作用。(3)步骤中，将人的血
19、清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是_。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤属于基因工程“四部曲”中的_，此步骤的目的是_其中将血清白蛋白基因与调控组件结合时必须用到限制性核酸内切酶和_酶。,(4)实验步骤中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加_和动物血清。(5)实验步骤中，应选择性别为_的奶牛胚胎进行移植。请举出一种人工控制或筛选胚胎性别的方法：_。(6)若需迅速得到大量转基因奶牛，现有两种处理方法：方法A：在步骤中将早期胚胎分割成若干个胚胎细胞，让其分别发
20、育成一头小牛。进行上述操作时，应选择发育至_阶段的胚胎进行操作，分割时必须注意要将早期胚胎中的_均等分割。,方法B：在步骤中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的_细胞中，使其重组并发育成新胚胎。为获得大量可供移植的胚胎细胞核，可将早期胚胎细胞分离出来，在添加了抑制因子的培养液中，将其培养成能够增殖而不发生分化的_细胞，再从该细胞中提取所需的细胞核。上述两种方法中，最能保持步骤中早期胚胎细胞遗传特征的是方法_。,【答案】(1)用促性腺激素处理良种母牛(使其超数排卵)；从屠宰场已屠宰母牛的卵巢中采集、培养(答其中一点即可，其他合理答案也可)(2)获能透明带(3)显微注射法基因表达载体的构建使人血
21、清白蛋白基因能够在奶牛乳腺细胞中稳定存在，并可遗传给下一代，同时能够表达和发挥作用DNA连接(4)激素(5)雌性X精子与Y精子分离技术(选择X精子进行体外受精)；显微镜镜检法(利用显微镜观察胚胎细胞性染色体，确定胚胎性别)(答一种即可)(6)桑椹胚或囊胚内细胞团去核卵母胚胎干A,胚胎工程专题几点疑难阐释1动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，有的可能是初级卵母细胞，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。2受精过程中有三大反应：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用。三大反应的作用不同：顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路；透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障；卵黄膜封闭作用则是防止多精子入卵受精的第二道屏障。,3受精的标志和受精过程结束的标志受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子。4胚胎移植的条件(1)同种动物之间进行胚胎移植容易成功。这里的“同种”是指“同一物种”。(2)供、受体生理状态要相同，为此必须做到：供、受体母畜的发情时间一致；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。5胚胎移植过程中，冲卵的本质是冲出早期胚胎。要与体外受精过程中从供体获得卵(母)细胞区分开。,课时作业(四十六),
