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专题04 胚胎工程
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知能点一 胚胎工程的理论基础
1.受精
(1)概念:精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。
(2)场所:雌性动物的输卵管内。
(3)过程:
2.早期胚胎发育
【特别提醒】细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系
(1)桑葚胚期及以前的细胞具有全能性,即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。
(2)囊胚开始出现细胞分化,其中内细胞团细胞具有全能性,而滋养层细胞不具有全能性。
(3)原肠胚中出现胚层分化,细胞不再具有全能性;细胞分化程度最高的阶段原肠胚时期;细胞分化贯穿与整个个体发育时期。
典例1 如图为胚胎发育过程中的某一时期示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.该时期称为桑葚胚期,已经发生细胞分化
C.进行胚胎分割时,可以选择图示时期的胚胎进行
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化
【答案】B
【解析】由以上分析可知,图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团,A正确;据图分析,图示时期为囊胚时期,该时期细胞已经发生分化,B错误;图示为囊胚期,进行胚胎分割时,应选择图示时期的胚胎或之前的桑葚胚进行,C正确;①为透明带,囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化,D正确。
变式训练1 受精卵的形成标志着受精过程圆满结束,新生命发育的历程由此开始。回答下列问题:
(1)自然孕育时,精子与卵子在______________(填器官)中完成受精过程,判断卵子已经受精的标志是__________________________________________。
(2)受精卵形成早期胚胎的主要历程为:受精卵→桑葚胚→囊胚→________。具有三个胚层的其中______(填阶段)全部在透明带内进行,桑葚胚的所有细胞及囊胚的_________细胞都具有发育的全能性。
(3)除孕早期外,胚胎发育所需要的营养都是通过胎盘从母体中获得的,胎盘由囊胚的____________细胞发育而来。
(4)胚胎移植后一般都能在母体子宫内存活,其生理学基础是_______________。
【答案】(1)输卵管 在卵细胞膜与透明带的间隙观察到两个极体
(2)原肠胚 受精卵→桑葚胚(或卵裂期) 内细胞团
(3)滋养层
(4)母体子宫对外来胚胎基本不产生免疫排斥反应
【解析】(1)精子和卵子受精的场所是在输卵管内的,在输卵管内完成受精后才会逐渐的转移到子宫腔内。受精作用完成的标志是:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体,其中一个是第一极体,还有一个是第二极体。
(2)胚胎发育过程为:受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段,其中卵裂阶段发生在透明带内中,囊胚就会从透明带出来,进入母体子宫内,并植入子宫内膜。囊胚的全能性是内细胞团有全能性。
(3)囊胚的滋养层细胞会发育为胎膜和胎盘。
(4)受体的生殖道对于植入的具有抗原性质的胚胎,一般来说,在同一物种之内并不产生排斥现象,这一点对于将胚胎移植技术应用于生产实践是极为有利的。
知能点二 胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理,然后置于适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成受精。
2.胚胎移植
(1)概念:指将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。其中提供胚胎的个体叫供体,接受胚胎的个体叫受体。
(2)地位:是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
(3)过程:
(4)实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
3.胚胎分割
(1)概念:胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成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)胚胎分割的时期:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
(3)实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是无性繁殖,即克隆。
(4)分割要求:对囊胚分割时,要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。
【知识拓展】胚胎移植的生理学基础
典例2 下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.精子和可供移植的胚胎都能在冷冻条件下保持生命力
B.性状优良的供体雌性动物可在一年中多次提供卵母细胞
C.通过胚胎分割移植得到的多个个体间,基因组成基本一致
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎分割移植技术
【答案】D
【解析】配子和胚胎的冷冻保存,是指将配子(精子和卵子)和胚胎保存于超低温状态下,使细胞新陈代谢和分裂速度减慢或停止,一旦恢复正常生理温度又能继续