1、第第37讲胚胎工程讲胚胎工程第十一单元现代生物科技专题第十一单元现代生物科技专题考纲点击考纲点击 1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()2.胚胎干细胞的移植胚胎干细胞的移植()3.胚胎工程的应用胚胎工程的应用()胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进胚胎工程是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，如行的多种显微操作和处理技术，如体外受体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需等技术。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，以满足人移植到雌性
2、动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。类的各种需求。体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育一、精子与卵子的发生一、精子与卵子的发生1、精子的发生、精子的发生（1）场所：睾丸场所：睾丸（2）时间：初情期时间：初情期-生殖机能衰退生殖机能衰退（3）过程）过程第一阶段：精原细胞进行有丝分裂，产生大量精第一阶段：精原细胞进行有丝分裂，产生大量精原细胞，部分精原细胞进行染色体复制和其他物质原细胞，部分精原细胞进行染色体复制和其他物质合成，形成初级精母细胞。合成，形成初级精母细胞。第二阶段：初级精母细胞进行两次分裂，第一次第二阶段：初级精母细胞进行两次分裂，第一次分裂产生两个次级精母细胞，每个次级
3、精母细胞再分裂产生两个次级精母细胞，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含单倍染色体的精子细胞。分裂一次产生两个含单倍染色体的精子细胞。第三阶段：精子细胞变形，第三阶段：精子细胞变形，细胞核变成精子头细胞核变成精子头的的主要部分，主要部分，高尔基体高尔基体发育为发育为头部的顶体头部的顶体，中心体中心体演演变为精子的变为精子的尾尾，线粒体线粒体聚集在聚集在尾的基部尾的基部形成线粒体形成线粒体鞘，细胞内鞘，细胞内其他物质其他物质浓缩为浓缩为球状的原生质滴球状的原生质滴，随精，随精子成熟向后移动，直到最后脱落。子成熟向后移动，直到最后脱落。对多数家畜来说，精子在睾丸内的形成时间为两个对多数家畜来说，精
4、子在睾丸内的形成时间为两个月左右。月左右。（4）形态：哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、）形态：哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、颈和尾三大部分，不同种动物颈和尾三大部分，不同种动物精子精子形态相似，形态相似，大小大小略有不同，略有不同，与动物体型大小无关与动物体型大小无关。2、卵子的发生、卵子的发生（1）场所：卵巢和输卵管场所：卵巢和输卵管（2）时间：胚胎性别分化以后时间：胚胎性别分化以后-初情期初情期-生殖机能生殖机能衰退衰退（3）过程）过程第一阶段：卵原细胞进行有丝分裂不断增加数量，部分第一阶段：卵原细胞进行有丝分裂不断增加数量，部分卵原细胞进行染色体复制和其他物质合成，形成初级卵卵
5、原细胞进行染色体复制和其他物质合成，形成初级卵母细胞并被卵泡细胞包裹形成卵泡。（母细胞并被卵泡细胞包裹形成卵泡。（卵泡卵泡=初级卵母初级卵母细胞细胞+卵泡细胞卵泡细胞）第二阶段：减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成第二阶段：减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成（马犬排出的是初级卵母细胞，猪羊排出的是次级卵母（马犬排出的是初级卵母细胞，猪羊排出的是次级卵母细胞），结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入细胞），结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵输卵管准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个子结
6、合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。成熟的卵子和第二极体。在卵细胞膜和透明带间隙观察在卵细胞膜和透明带间隙观察到两个极体，是卵子受精的标志。到两个极体，是卵子受精的标志。(1)哺乳动物卵哺乳动物卵泡的形成泡的形成和在卵巢内的储备，是和在卵巢内的储备，是在出生前在出生前(即胎儿时期即胎儿时期)完完成的，这是精子和卵子成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。在发生上的重要区别。(2)哺乳动物卵巢、卵泡哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系：卵巢是和卵子的关系：卵巢是卵子形成、卵泡存在的卵子形成、卵泡存在的场所场所，内部包含许许多内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡多不同发育阶段
7、的卵泡，而成熟的卵泡中可释放而成熟的卵泡中可释放出卵子出卵子，其中卵子的外其中卵子的外面有辅助结构面有辅助结构透明透明带带，由卵丘细胞形成的由卵丘细胞形成的放射冠。放射冠。二、受精二、受精1、概念：是精子与卵子结合形成合子（受精卵、概念：是精子与卵子结合形成合子（受精卵）的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。2、场所：输卵管场所：输卵管。3、过程、过程（1）准备阶段）准备阶段精子获能精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才
8、能获得受精能力。才能获得受精能力。卵子卵子的准备：在输卵管中的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的发育到减数第二次分裂的中期中期，才具有与精子受精的能力。，才具有与精子受精的能力。（2）受精阶段）受精阶段第一步：第一步：精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带。获能后的精子。获能后的精子和卵子相遇，发生顶体反应使顶体内的酶释放出来和卵子相遇，发生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，形成精子并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道。穿过放射冠的精子立即与透明穿越放射冠的通道。穿过放射冠的精子立即与透明带接触，顶体酶将透明带溶出孔道，精子穿过透
9、明带接触，顶体酶将透明带溶出孔道，精子穿过透明带接触卵细胞膜。带接触卵细胞膜。精子触及卵细胞膜的瞬间，精子触及卵细胞膜的瞬间，会产会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应，称为生阻止后来精子进入透明带的生理反应，称为透明透明带反应，是防止带反应，是防止多个精子进入透明带，引起多个精子进入透明带，引起多精子多精子入卵受精的第一道屏障。入卵受精的第一道屏障。第二步：第二步：精子入卵精子入卵。穿过透明带的精子与卵细胞膜。穿过透明带的精子与卵细胞膜接触，被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜与接触，被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。卵细胞膜相互融合，精子入卵。精子入卵后，精
10、子入卵后，卵细卵细胞膜发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，胞膜发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为称为卵细胞膜反应，是防止多精入卵受精的第二道卵细胞膜反应，是防止多精入卵受精的第二道屏障。屏障。第三步：第三步：原核形成原核形成。精子入卵后另一个变化是尾部。精子入卵后另一个变化是尾部脱离，原有核膜破裂，形成一个新的核膜，最后形脱离，原有核膜破裂，形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的雄原核。同时，精子入成一个比原来精子核还大的雄原核。同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成略小于雄原核的雌原核。极体
11、后，形成略小于雄原核的雌原核。第四步：第四步：合子形成合子形成。雌雄原核充分发育，相向移动，。雌雄原核充分发育，相向移动，彼此接触，二者体积缩小，合并，两组核染色体合彼此接触，二者体积缩小，合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子，也就是受为一组，形成一个含二倍染色体的合子，也就是受精卵，受精过程结束。精卵，受精过程结束。受精过程中的受精过程中的“三大反应三大反应”和防止多精子入卵受精和防止多精子入卵受精的的“两道屏障两道屏障”(1)顶体反应顶体反应：精子释放的顶体：精子释放的顶体酶可直接溶解卵丘细酶可直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。胞间的物质，形成精子穿越放
12、射冠的通路。(2)透明带反应透明带反应：在精子触及卵细胞膜的瞬间：在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应生阻止后来的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。(3)卵细胞膜反应卵细胞膜反应：精子入卵后：精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内精子再进入卵内，这是防止多精子入卵受精的这是防止多精子入卵受精的第二第二道屏障道屏障。考点一受精作用易错点受精作用易错点(1)成熟的成熟的精子精子并不代表具有受精能力，必须并不代表具有受精能力，必须获能后才获能后才具备受精能力具备受精能力。(2)精子精子
13、获能是获能是指精子指精子获得受精获得受精“能力能力”，而不是获得，而不是获得能量。能量。(3)排卵是指卵子从卵泡中排出排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢，而不是指卵泡从卵巢中排出。中排出。(4)受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而体，而受精完成的标志为雌雄原核的融合受精完成的标志为雌雄原核的融合。个体发育起点是受精卵，终点是性成熟个体。个体发育起点是受精卵，终点是性成熟个体。卵裂期的特点：细胞有丝分裂数量不断增加，胚卵裂期的特点：细胞有丝分裂数量不断增加，胚胎总体积并不增加或略有缩小，每个细胞的体积胎总体积并不增加或略有缩小，
14、每个细胞的体积减小，减小，总总DNA含量增多，含量增多，但但每个细胞中每个细胞中核核DNA含量保持相对稳定含量保持相对稳定。有机物总量减少，种类增加。有机物总量减少，种类增加。桑椹胚桑椹胚：细胞数目：细胞数目32个左右，每个细胞属于个左右，每个细胞属于全全能细胞能细胞囊胚囊胚：开始出现分化，聚：开始出现分化，聚集在胚胎一端，个体较大集在胚胎一端，个体较大的的内细胞团将来发育成胎内细胞团将来发育成胎儿的各种组织儿的各种组织，沿透明带，沿透明带内壁扩展和排列，个体较内壁扩展和排列，个体较小的小的滋养层细胞将来发育滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘成胎膜和胎盘。原肠胚：内细胞团表层细胞形成外胚层，下原肠
15、胚：内细胞团表层细胞形成外胚层，下方细胞形成内胚层。方细胞形成内胚层。三、胚胎发育三、胚胎发育（场所：输卵管）（场所：输卵管）1.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的。顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的。2.成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。精能力。()3.排卵是指卵泡从卵巢中排出。排卵是指卵泡从卵巢中排出。()4.精子和卵子的发生都是从初情期开始的。精子和卵子的发生都是从初情期开始的。()5.卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。是连续的。()6
16、.囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性。囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性。()7.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。()如图甲是卵子的发生过程如图甲是卵子的发生过程，图乙表示哺乳动物发育过程的几个图乙表示哺乳动物发育过程的几个阶段阶段，请据图回答问题：请据图回答问题：(1)图甲中图甲中A是第一极体是第一极体，B是是_，E是指是指_，阶段阶段C是指胎儿期是指胎儿期，阶段阶段D是指初情期后是指初情期后，能发生染色能发生染色体着丝点分裂的阶段是体着丝点分裂的阶段是_。(2)进行体内受精的顺序进行体内受精的顺序，正确的是正确的是_。第一次卵裂开始第一次卵裂
17、开始释放第二极体释放第二极体顶体反应顶体反应穿越透明带穿越透明带核膜消失核膜消失 雌、雄原核的形成雌、雄原核的形成A.B.C.D.合子合子受精受精D(3)写出图乙中各个阶段的名称：写出图乙中各个阶段的名称：F：_，G：_，H：_。(4)写出图中各标号的名称：写出图中各标号的名称：2_，4_，5_，7_，8_。(5)F时期的细胞具有发育上的时期的细胞具有发育上的_性性，G时期开时期开始出现始出现_，H时期开始出现时期开始出现_。(6)2将来发育成将来发育成_。桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔外胚层外胚层原肠腔原肠腔内胚层内胚层全能全能细胞分化细胞分化胚层分化胚层分化胎
18、儿的各种组织胎儿的各种组织试管动物技术是指通过人工操作使试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子卵子和精子在在体外体外条件下条件下成熟和受精成熟和受精，并通过培养，并通过培养发育为早期胚胎发育为早期胚胎后，后，再经再经移植移植产生后代的技术。产生后代的技术。体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精的原理：人工模拟体内环境体外受精的原理：人工模拟体内环境(包括营养、温包括营养、温度、度、pH等等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终，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。完成受精和胚胎保存。考点一一、体外受精一、体外受精（1）卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养实
19、验动物如小鼠、兔、以及家畜猪、羊等，采用的实验动物如小鼠、兔、以及家畜猪、羊等，采用的主要方法是用主要方法是用促性腺激素促性腺激素处理，使其排出更多的卵子处理，使其排出更多的卵子（超数排卵超数排卵），然后从输卵管中冲取卵子，直接与获），然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。能的精子在体外受精。对大家畜或大型动物，如牛，采用的主要方法是从对大家畜或大型动物，如牛，采用的主要方法是从屠宰场已屠宰母畜的屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞卵巢中采集卵母细胞，也可以借，也可以借助超声波探测仪、内窥镜、或腹腔镜等工具，直接从助超声波探测仪、内窥镜、或腹腔镜等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取
20、卵母细胞。采集的卵母细胞，活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外人工都要在体外人工培养成熟培养成熟后才能与获能的精子受精。后才能与获能的精子受精。（2）精子的采集和获能）精子的采集和获能采集采集方法：方法：假阴道法假阴道法-大家畜大家畜手握法手握法-猪和犬等体型较小，易于控制的家畜猪和犬等体型较小，易于控制的家畜电刺激法电刺激法-野生或经济动物野生或经济动物。获能获能方法：方法：培养法培养法-啮齿动物、家兔、猪等动物，取自附睾的啮齿动物、家兔、猪等动物，取自附睾的精子放入人工配置的获能液中，培养一段时间后就精子放入人工配置的获能液中，培养一段时间后就能获能。能获能。化学化学诱
21、导法诱导法-牛、羊等家畜，将精子放到一定浓度牛、羊等家畜，将精子放到一定浓度的的肝素或钙离子载体肝素或钙离子载体A23187溶液溶液中，用化学药物中，用化学药物诱导精子获能诱导精子获能。（3）受精受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能的精子和培养成熟的卵子在获能获能溶液或专用的受精溶液溶液或专用的受精溶液中完成受精。中完成受精。二二胚胎的胚胎的早期培养早期培养(1)目的：目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。检测受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液：发育培养液培养液：发育培养液(3)培养液成分：无机盐、有机盐培养液成分：无机盐、有机盐(两盐两盐)；维生素、维生素、激素激素(两素两素)；氨基
22、酸、核苷酸氨基酸、核苷酸(两酸两酸)，另外还有水、，另外还有水、血清等。血清等。(4)胚胎去向：胚胎去向：向受体向受体移植或冷冻保存。移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊要培养到桑不同动物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，人胚胎椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在可在816个细胞阶段移植。个细胞阶段移植。牛体外受精技术水平最高，从屠宰场废弃卵巢中，牛体外受精技术水平最高，从屠宰场废弃卵巢中，每个卵巢平均可采集每个卵巢平均可采集10枚可用卵母细胞，经体外培枚可用卵母细胞，经体外培养成熟和受精后，约可获得养成熟和受精后，约可获得4枚
23、可用胚胎，移植给受枚可用胚胎，移植给受体母牛，最终可能产下体母牛，最终可能产下1-2头犊牛。头犊牛。胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景一、一、胚胎移植胚胎移植1、概念：将雌性动物的、概念：将雌性动物的早期胚胎早期胚胎，或者通过体外，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内状态相同的其他雌性动物体内，使之继续，使之继续发育为新发育为新个体个体的技术。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和的技术。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程。孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程。供体：提供胚胎的，
24、主要职能只生产具有优良遗传供体：提供胚胎的，主要职能只生产具有优良遗传特性的胚胎。特性的胚胎。受体：接受胚胎的，职能是承担繁重而漫长的妊娠受体：接受胚胎的，职能是承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务。和育仔任务。2、胚胎移植的意义：胚胎移植的意义：良种畜群迅速扩大，良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良；在世界范围内，胚胎移植不受时间和地域限制，在世界范围内，胚胎移植不受时间和地域限制，大量大量节省了购买种畜的费用节省了购买种畜的费用；在肉用家畜的生产中，一次给受体移入多个胚胎，可在肉用家畜的生产中，一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎增加双胎和多胎的比例的比例；利用胚胎
25、冷冻保存技术，建立胚胎库，利用胚胎冷冻保存技术，建立胚胎库，保存品种资源保存品种资源和濒危物种和濒危物种；胚胎移植的优势是胚胎移植的优势是可可充分发挥优良个体的繁殖潜力充分发挥优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。缩短供体本身的繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。3、胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物内，同种动物供、受体生殖器官的生理变化供、受体生殖器官的生理变化是是相同相同的，的，为供体胚胎移入受体为供体胚胎移入受体提供了相同的生理环境提供了相同的生理环境。哺
26、乳动物的哺乳动物的早期早期胚胎形成后胚胎形成后，在一定时间内不与母，在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系，而是体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态处于游离状态，为胚，为胚胎的胎的收集提供了可能收集提供了可能。受体对受体对移入子宫的移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反外来胚胎基本不发生免疫排斥反应应，这为胚胎在受体内的，这为胚胎在受体内的存活提供了可能存活提供了可能。供体供体胚胎胚胎可可与受体子宫建立与受体子宫建立正常的生理和组织正常的生理和组织联系联系，但移入受体的供体胚胎的但移入受体的供体胚胎的遗传特性遗传特性，在孕育过程中，在孕育过程中不不受受任何任何影响影响。(3)基本程序：基
27、本程序：对供、受体的选择和处理对供、受体的选择和处理选择：遗传性能和生产性能优良的选择：遗传性能和生产性能优良的供体，有健康的体质和正常繁殖能供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体。力的受体。处理：供受体同期发情处理，供体处理：供受体同期发情处理，供体用促性腺激素进行超数排卵处理用促性腺激素进行超数排卵处理配种或进行人工授精配种或进行人工授精对胚胎的收集、检对胚胎的收集、检查、培养或保存查、培养或保存胚胎移植胚胎移植移植后检查移植后检查收集：冲卵（早期胚胎）收集：冲卵（早期胚胎）检查：检查胚胎质量，应发育到桑检查：检查胚胎质量，应发育到桑椹胚或囊胚阶段椹胚或囊胚阶段保存：保存：-196液氮中保
28、存液氮中保存方法：手术法和非手术法方法：手术法和非手术法检查受体母牛是否妊娠检查受体母牛是否妊娠胚胎移植的易错点胚胎移植的易错点(1)实质实质：是：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此，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。各种性状能保持其原来的优良特性。(2)优势优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期。大缩短了供体本身的繁殖周期。(3)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素胚胎移植过程中两次使用激
29、素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。处理供体使其超数排卵。(4)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(5)由受精卵形成的由受精卵形成的胚胎移植属于有性生殖胚胎移植属于有性生殖，由核移植，由核移植技术或胚胎分割形成的胚胎移植属于技术或胚胎分割形成的胚胎移植属于无性生殖无性生殖。1、根据下列有关胚胎工程的示意图根据下列有关胚胎工程的示意图，分析回答：分析回答：(1
30、)为使为使A羊超数排卵羊超数排卵，向其注射向其注射_激素激素，选择选择_期的卵母细胞进行体外受精；体外期的卵母细胞进行体外受精；体外受精前要对受精前要对B细胞进行细胞进行_处理处理，常用的是常用的是_法。法。(2)将早期胚胎注入将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫羊子宫内的技术叫_，D羊被羊被称为称为_(填填“供体供体”或或“受体受体”)；为使；为使D羊的生理状况羊的生理状况更适合完成该技术操作更适合完成该技术操作，要对要对D羊进行羊进行_处理以提处理以提高成功率。高成功率。(3)从早期胚胎分离出的从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细细胞可诱导分化出不同的组织细胞，这是因为在功能上胞
31、，这是因为在功能上ES细胞具有细胞具有_；若取囊；若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割，要注意将胚阶段的胚胎进行胚胎分割，要注意将_均等分割；均等分割；早期胚胎培养时，培养液中除营养成分外，还需加入早期胚胎培养时，培养液中除营养成分外，还需加入_。促性腺促性腺M获能获能化学诱导化学诱导胚胎移植胚胎移植受体受体同期发情同期发情发育的全能性发育的全能性内细胞团内细胞团血清血清2、人组织纤溶酶原激活物人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，是一种重要的药用蛋白，可在转可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：基因母羊的羊乳中获得。流程如下：(1)htPA基因与载体用基因与载体用_切割后，
32、通过切割后，通过DNA连接酶连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用，可采用_技术。技术。(2)为获取更多的卵为获取更多的卵(母母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其使其_。采集的精子需要经过。采集的精子需要经过_，才具备受精能力。，才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_。为了。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_。利用胚胎分割和胚胎移植技术可
33、获得多个转基因个体，这体现了早利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的期胚胎细胞的_。(4)若在转若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到基因母羊的羊乳中检测到_，说明目的基因成功表达。说明目的基因成功表达。同种限制酶同种限制酶DNA分子杂交分子杂交超数排卵超数排卵获能获能 显微注射法显微注射法性别鉴定性别鉴定全能性全能性htPA(或人组织纤溶或人组织纤溶酶原激活物酶原激活物)3、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：细胞培育
34、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，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为这种现象称为_。(2)图中图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行后进行早期胚胎培养获得。早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎
35、可使用暂不移入的胚胎可使用_方法保存。方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的可由囊胚的_分离培养获得。分离培养获得。iPS与与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定细胞进行定向向_后用于疾病的细胞治疗。后用于疾病的细胞治疗。原代培养原代培养接触抑制接触抑制冲卵冲卵体外受精体外受精胚胎移植胚胎移植冷冻冷冻内细胞团内细胞团诱导分化诱导分化2胚胎分割胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成概念：采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的技术。等份等，经移植获得同卵双
36、胎或多胎的技术。(2)特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可看作动物的胚胎分割可看作动物的无性繁殖或克隆，无性繁殖或克隆，加快繁殖速度加快繁殖速度。(3)理论基础：细胞的全能性。理论基础：细胞的全能性。(4)使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。(5)材料材料选择选择：发育良好、形态正常的：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚。(6)囊胚期分割要求囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育割后胚胎的恢复和进一步发育。(7)存在问题
37、存在问题刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。3、胚胎干细胞、胚胎干细胞（简称（简称ES或或EK细胞）细胞）(1)来源：来源：早期胚胎或原始性腺早期胚胎或原始性腺。(2)特点特点：形态上形态上-体积小、细胞核大、核仁明显体积小、细胞核大、核仁明显；功能上功能上-具有具有发育的全能性发育的全能性，可分化为成年动，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。物体内任何一种组织细胞。体外培养体外培养条件下条件下-可以增殖而不分化可以增殖而不分化。对它可。对它可以进行
38、冷冻保存，也可以进行遗传改造。以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。类别类别来源或举例来源或举例特点特点全能干细全能干细胞胞多能干细多能干细胞胞专能干细专能干细胞胞胚胎干细胞胚胎干细胞(囊胚囊胚期之前的细胞及期之前的细胞及内细胞团细胞内细胞团细胞)能发育成完整个体能发育成完整个体造血干细胞造血干细胞具有分化成多种细胞或组具有分化成多种细胞或组织的潜能，但无发育织的潜能，但无发育成成完完整个体的能力整个体的能力神经干细胞神经干细胞只能分化成一种类型或功只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的能密切相关的两种类型的细胞细胞（3）胚胎干细胞）胚胎干细胞的种类的种类(4)应用应用可以用于可以用于治疗
39、治疗人类的人类的某些顽疾某些顽疾，如帕金森综合征等。，如帕金森综合征等。利用利用ES细胞可被诱导分化成新的组织细胞的特征，细胞可被诱导分化成新的组织细胞的特征，移植细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常移植细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。功能。培育出人造组织器官，培育出人造组织器官，解决解决临床上临床上供体器官不足和供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题器官移植后免疫排斥的问题。是是研究研究体外体外细胞分化细胞分化的理想材料的理想材料。ES细胞在细胞在饲养饲养层细胞层细胞上（上（一般为输卵管上皮细胞一般为输卵管上皮细胞）或在添加抑制因）或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不
40、分化状态。培养液中加入子的培养液中，能够维持不分化状态。培养液中加入分化诱导因子可诱导分化诱导因子可诱导ES细胞细胞向不同类型的组织细胞向不同类型的组织细胞分化。分化。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。转基因生物的安全性和伦理问题转基因生物的安全性和伦理问题1转基因生物存在安全性问题的原因转基因生物存在安全性问题的原因(1)目前对目前对基因的结构基因的结构、基因间的相互作用及基因的调、基因间的相互作用及基因的调控机制控机制等都等都了解了解得相当得相当有限有限。(2)目的基因往往是目的基因往往是异种异种生物生物的的基因基因。(3)外源基因插入外源基因插入
41、宿主基因组的宿主基因组的部位部位是是随机随机的。的。2理性对待转基因技术理性对待转基因技术(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避趋利避害害，不能因噎废食。，不能因噎废食。(2)制定制定政策和法规政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。的安全性。2对转基因生物安全性的争论：对转基因生物安全性的争论：主要在主要在食物安全、生食物安全、生物安全、环境安全物安全、环境安全 三个方面存在激烈的争论。三个方面存在激烈的争论。治疗性克隆治疗性克隆生殖性克隆生殖性克隆区别区别目的目的水平水平联系联系从胚胎中取出干细胞用于
42、从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗医学研究和治疗用于生育用于生育,产生新产生新个体个体细胞水平细胞水平个体水平个体水平都属于无性繁殖；产生的新个体、新组织遗都属于无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同传信息相同关注生物技术的伦理问题关注生物技术的伦理问题1、克隆人、克隆人（1）克隆人的培育过程克隆人的培育过程(2)治疗性克隆和生殖性克隆的比较治疗性克隆和生殖性克隆的比较（3）争论焦点）争论焦点反对：违反了人类的伦理道德观念，是克隆技术的反对：违反了人类的伦理道德观念，是克隆技术的滥用；冲击现有婚姻、家庭、两性关系中的伦理道滥用；冲击现有婚姻、家庭、两性关系中的伦理道德观念；人为制造心理和
43、社会地位不健全的人。德观念；人为制造心理和社会地位不健全的人。技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高。技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高。支持：克隆人是科学研究，有内在发展规律，人的支持：克隆人是科学研究，有内在发展规律，人的道德观念可以改变；可通过胚胎分级、基因诊断道德观念可以改变；可通过胚胎分级、基因诊断、染色体染色体检检查等方法解决技术问题。查等方法解决技术问题。（4）中国政府的态度）中国政府的态度禁止禁止生殖性克隆生殖性克隆人人，但不反对治疗性克隆，但不反对治疗性克隆。四不原则：四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆
44、生殖性克隆的实验。的实验。试管婴儿试管婴儿（1）试管婴儿和设计试管婴儿的比较）试管婴儿和设计试管婴儿的比较(1)不同点不同点所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。图中或基因诊断。图中是试管婴儿的培育过程是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿的培育过程。是设计试管婴儿的培育过程。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。
45、(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。都要经过胚胎移植，都是有性生殖。（2）争论焦点）争论焦点反对：把试管婴儿当做人体零配件工厂，是对生命反对：把试管婴儿当做人体零配件工厂，是对生命的不尊重。早期的不尊重。早期生命也有活下去的权利，摒弃或杀生命也有活下去的权利，摒弃或杀死多余胚胎无异于死多余胚胎无异于“谋杀谋杀”。支持：试管婴儿符合人类伦理道德，是父母处于强支持：试管婴儿符合人类伦理道德，是父母处于强烈的爱子之心，千方百计救治自己孩子的行为是救烈的爱子之心，千方百计救治自己孩子的行为是救治患者最好，最快
46、捷的办法之一治患者最好，最快捷的办法之一提供骨髓提供骨髓造血干细造血干细胞胞并不会对试管婴儿造成损伤脐带血更是身外之物。并不会对试管婴儿造成损伤脐带血更是身外之物。中国卫生部在中国卫生部在中规定，中规定，“实施体外受精实施体外受精胚胎移植及其衍生技术胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部的批准证书。必须获得卫生部的批准证书。项目项目克隆动物克隆动物试管动物试管动物转基因动物转基因动物概念概念用核移植的方用核移植的方法获得的动物法获得的动物用体外受精的方用体外受精的方法获得的动物法获得的动物由被转入了目的由被转入了目的基因的受精卵发基因的受精卵发育成的动物育成的动物技术技术核移植核移植体外受精体外受
47、精DNADNA重组技术重组技术生殖生殖方方式式无性繁殖无性繁殖有性生殖有性生殖有性生殖或保持有性生殖或保持原生殖方式原生殖方式遗传特遗传特性性主要与供核个主要与供核个体相同体相同具备双亲的遗传具备双亲的遗传性状性状具备原受精卵及具备原受精卵及被转入的目的基被转入的目的基因两方的遗传特因两方的遗传特异性异性相同点相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎克隆动物、试管动物与转基因动物的比较克隆动物、试管动物与转基因动物的比较 3基因身份证基因身份证(1)概念：通过基因芯片对被
48、检测者细胞中的概念：通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子分子或或蛋白质蛋白质进行检测，分析出被检测进行检测，分析出被检测者所含的各种者所含的各种致病基因致病基因和疾病和疾病易感基因易感基因情况情况的一种技术。的一种技术。(2)原理：原理：DNA分子杂交分子杂交。(3)争论焦点争论焦点反对：反对：目前对目前对基因结构及基因间的相互作用缺乏基因结构及基因间的相互作用缺乏足足够够认识认识，通过，通过基因检测达到预防疾病的目的是困难的；基因检测达到预防疾病的目的是困难的；人类的人类的多基因病多基因病既既与基因与基因有关，还与有关，还与环境有关环境有关；有致有致病基因的人不一定患病病基因的人不一定患
49、病。有的患者。有的患者基因正常基因正常，表达表达的的蛋白质在加工或修饰过程中出现蛋白质在加工或修饰过程中出现错误错误。个人基因咨询泄露造成的个人基因咨询泄露造成的基基因歧视因歧视、个人婚姻困难、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。人际关系疏远等严重后果。支持：支持：基因不是决定一些的，有一些遗传性疾病在基因不是决定一些的，有一些遗传性疾病在后代中复现率高，通过基因检测可以及后代中复现率高，通过基因检测可以及早采取预防措早采取预防措施，适时进行治疗施，适时进行治疗，达到救治患者生命的目的。，达到救治患者生命的目的。对于基因歧视现象，通过正确的对于基因歧视现象，通过正确的科学知识传播，科学知识传
50、播，伦理道德教育和立法伦理道德教育和立法得以解决。得以解决。生物武器生物武器1种类种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。的致病菌。2中国政府的态度：中国政府的态度：在任何情况下在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。的扩散。1.采集的卵母细胞不可直接与精子受精。采集的卵母细胞不可直接与精子受精。()2.胚胎早期培养的培养液中所包含的胚胎早期培养的培养液中所包含的“两素两素”是维是维生素、激素，生素、激素，“两酸两酸”是氨基酸、核苷酸。是氨基酸、核苷酸。()3.在对囊胚
