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第53講胚胎工程新人教版高考生物一輪復(fù)習(xí)by:BiologyTeacherYóu胚胎工程是指對____________、_________或__________________進(jìn)行多種顯微操作和處理,然后將獲得的胚胎移植到_________________生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括___________、___________和_____________等。生殖細(xì)胞受精卵早期胚胎細(xì)胞雌性動物體內(nèi)體外受精胚胎移植胚胎分割1.受精(1)概念:受精是精子與卵子(_____期的______細(xì)胞)結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。(2)場所:在自然條件下,哺乳動物的受精在___________內(nèi)完成。(3)過程:包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段。準(zhǔn)備階段又包括___________和_______________2個階段。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)MⅡ卵母輸卵管精子獲能卵子的準(zhǔn)備①準(zhǔn)備階段1—精子獲能精子獲能是指:剛剛排出的精子_______立即與卵子受精,必須在雌性動物的__________發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得___________。(注意:不是獲得能量)人工使精子獲能的方法:Ⅰ.直接利用雌性動物的___________使精子獲能;Ⅱ.將精子培養(yǎng)在人工配制的___________中使其獲能等。(獲能液的成分因動物種類不同而有所差異,常見的有效成分有________、____________等)一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)不能生殖道受精能力生殖道獲能液肝素Ca2+載體②準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。動物排出的卵子成熟程度不同(有的可能是初級卵母細(xì)胞,如馬、犬等;有的可能是次級卵母細(xì)胞,如豬、羊等),它們都要在________內(nèi)進(jìn)一步成熟,到________時,才具備與精子受精的能力。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)輸卵管MⅡ期③受精階段Ⅰ.獲能后的精子與卵子相遇時,首先它釋放出_________,以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu),同時借助自身的運(yùn)動接觸卵細(xì)胞膜。Ⅱ.在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,卵細(xì)胞膜外的__________會迅速發(fā)生生理反應(yīng),阻止后來的精子進(jìn)入透明帶。Ⅲ.精子入卵后,_____________也會立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)多種酶透明帶卵細(xì)胞膜③受精階段Ⅳ.精子入卵后,______脫離,原有的核膜破裂并形成一個新的核膜,最后形成一個比原來精子的核還_____的核,叫作________。Ⅴ.與此同時,精子入卵后被激活的卵子完成_____________,排出____________后,形成__________。Ⅵ._______________充分發(fā)育后,相向移動,彼此靠近,核膜消失。這個含有兩個染色體組的合子就是受精卵。受精過程結(jié)束后,受精卵的發(fā)育也就開始了。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)尾部大雄原核減數(shù)分裂Ⅱ第二極體雌原核雄、雌原核④圖解一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)透明帶卵細(xì)胞膜第一極體⑤注意:Ⅰ.剛排出的精子和卵子都不具備受精的能力。精子必須_________,卵子必須_______________,之后才能受精。Ⅱ.為了防止多精入卵受精,先后形成了兩道屏障:一是_________發(fā)生生理反應(yīng),二是____________發(fā)生生理反應(yīng)。Ⅲ.在實(shí)際胚胎工程操作中,常以____________________________________作為受精的標(biāo)志。Ⅳ.多數(shù)哺乳動物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ,因而不會形成兩個第二極體。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)獲能發(fā)育到MⅡ期透明帶卵細(xì)胞膜觀察到兩個極體或者雌、雄原核Ⅴ.由于受精時,精子頭部進(jìn)入卵子,尾部脫離,所以受精卵:一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)(核DNA)、染色體一半來自父方,一半來自母方細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)(質(zhì)DNA)幾乎全部來自母方受精卵中的遺傳物質(zhì)(全部DNA)來自母方多于來自父方受精卵中的染色體一半來自父方,一半來自母方2.胚胎早期發(fā)育一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)(1)過程卵裂受精卵2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞______________原腸胚桑葚胚囊胚囊胚腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層透明帶一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)(2)受精卵形成后即在___________內(nèi)進(jìn)行_______分裂,開始發(fā)育。(3)卵裂是指:_______________________。(從受精卵到桑葚胚)卵裂的特點(diǎn):①細(xì)胞的數(shù)量______________;②胚胎的總體積____________;③每個細(xì)胞的體積_____________;④每個細(xì)胞的DNA_________;⑤胚胎總有機(jī)物________;⑥胚胎總DNA數(shù)_______;⑥每個細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。(4)桑葚胚:當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán),形似桑葚時,這時的胚胎稱為桑葚胚。輸卵管有絲受精卵的早期分裂不斷增加并不增加不斷減小基本不變減少增加一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)(5)囊胚:①胚胎進(jìn)一步發(fā)育,細(xì)胞逐漸分化;②構(gòu)成囊胚的細(xì)胞分為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán),囊胚的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的腔—_________。內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成__________________________。滋養(yǎng)層細(xì)胞,將來發(fā)育成__________________________。③孵化:___________________________________________________________________,這一過程叫作孵化。孵化非常重要,如果不能正常孵化,胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。囊胚腔胎兒的各種組織胎膜和胎盤囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,會導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)(6)原腸胚:囊胚孵化后,將發(fā)育形成原腸胚。原腸胚包括外胚層、內(nèi)胚層和中胚層3個胚層。這三個胚層將逐漸分化形成各種組織、器官等。一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)(7)胎兒不會直接與母體發(fā)生物質(zhì)交換,所有血、氧、二氧化碳、營養(yǎng)成分、激素、代謝廢物的交互,均通過胎盤進(jìn)行。胎兒作為外來抗原,胎盤可以阻止母體免疫細(xì)胞與胚胎接觸,使子宮與胎盤形成一個免疫豁免部位,使母體不會對胎兒發(fā)生免疫排斥。由于胎盤屏障的存在,在進(jìn)行胚胎移植時,受體對來自供體的胚胎也基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(8)輸卵管是卵子發(fā)育到MⅡ期的場所、是受精的場所、也是卵裂開始的場所。早期胚胎在輸卵管中處于游離狀態(tài),所以可用沖卵法等操作將其從輸卵管中取出,用于胚胎移植、胚胎分割等胚胎工程的其他方面。二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1.體外受精(1)哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括___________________、_______________和_______等步驟。采集到的卵母細(xì)胞和精子,要分別在體外進(jìn)行____________和____________,然后才能用于體外受精。卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精成熟培養(yǎng)獲能處理二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(2)過程從卵巢采集卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)到MⅡ期獲能液中使精子獲能精子離心處理新鮮或解凍的精液將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時間,體外受精受精卵培養(yǎng)去除靜清中抑制獲能的物質(zhì)可進(jìn)行超數(shù)排卵處理二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(3)意義:①是____________________的有效措施;②還可以為胚胎移植提供可用的胚胎。(4)體外受精聯(lián)合胚胎移植技術(shù)(IVF):又稱試管嬰兒,是指讓精子和卵子在試管中體外受精結(jié)合而成為受精卵,然后再將培養(yǎng)成的早期胚胎送回女方的子宮里(胚胎移植),讓其在子宮腔里發(fā)育成熟,與正常受孕婦女一樣,懷孕到足月,正常分娩出的嬰兒。試管嬰兒屬于有性生殖。提高動物繁殖能力二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(5)3種受精方式的比較項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精過程雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵母細(xì)胞,在體外分別經(jīng)處理后完成受精過程場所雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點(diǎn)①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程;②都是有性生殖二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2.胚胎移植(1)概念:胚胎移植是指將通過__________________________(如轉(zhuǎn)基因、核移植)得到的胚胎,移植到_________、___________________雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為__________的技術(shù)。①移植胚胎的來源:體外受精、轉(zhuǎn)基因、核移植得到的胚胎。②胚胎移植的結(jié)果:讓胚胎發(fā)育為新個體。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同的新個體二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(2)在胚胎移植中,“供體”是指____________________,“受體”是指_________________________。它們必須是同一物種。________的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎,繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)由_________取代。在牛胚胎移植中,_________________________________的牛適合作為“供體”____________________________________的牛適合作為“受體”提供胚胎的個體接受胚胎的個體供體受體遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(3)胚胎移植的主要步驟包括:①供體、受體的選擇和處理,②配種或人工授精,③胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存,④胚胎的移植,⑤以及移植后的檢查等。二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(4)胚胎移植的過程二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用①胚胎移植過程中兩次使用激素:第一次用孕激素對受、供體進(jìn)行________處理,第二次用___________________處理使供體______________。②胚胎移植過程中進(jìn)行了兩次檢查:第一次是對收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,第二次是對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。③超數(shù)排卵是指:應(yīng)用_____________________,誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。④胚胎能被收集,是因?yàn)椴溉閯游锏脑缙谂咛バ纬珊螅谝欢〞r間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài)。同期發(fā)情外源促性腺激素超數(shù)排卵外源促性腺激素二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用⑤將檢驗(yàn)合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi),胚胎不一定都能正常發(fā)育。一般情況下檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi),胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,目的是_____________________________________________,這樣才能為移入受體的供體胚胎提供相同的生理環(huán)境。使供體和受體生殖器官的生理變化同步二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用⑥受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。⑦胚胎移植后,經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與________保持一致。⑧胚胎移植實(shí)質(zhì)上是____________________________________________________。⑨胚胎移植一般不選用原腸胚,而是根據(jù)動物的不同選擇原腸胚以前的早期胚胎。供體早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(5)進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢是___________________________________________。(6)胚胎移植是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)。可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎分割(1)概念:胚胎分割是指采用________方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得______________________的技術(shù)。(2)胚胎分割的理論依據(jù):早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的________能力,并保持著細(xì)胞__________。(3)來自同一胚胎的后代具有相同的____________,因此胚胎分割可以看作動物__________________的方法之一。機(jī)械同卵雙胎或多胎分裂全能性遺傳物質(zhì)無性繁殖或克隆二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(4)胚胎的選擇:在進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的________________________。(原因是:處于桑葚胚期的細(xì)胞和囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性,可以發(fā)育成完整個體)(5)分割后的胚胎:可以直接移植給受體,或經(jīng)體外培養(yǎng)后,再移植給受體。(6)儀器設(shè)備:體視顯微鏡和顯微操作儀、分割針、分割刀桑葚胚或囊胚二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(7)囊胚的分割將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)______分割,避免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育胚胎移植前進(jìn)行性別鑒定的方法:取________細(xì)胞做DNA分析滋養(yǎng)層均等二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(8)意義:這項(xiàng)技術(shù)可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖,產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料。此外,在胚胎移植前,進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等,對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。練習(xí)1.(2023·廣東,3)科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎,并將其移植到長角羚羊體內(nèi),使后者成功妊娠并產(chǎn)仔,該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過程不涉及的操作是(
)A.超數(shù)排卵
B.精子獲能處理C.細(xì)胞核移植 D.胚胎培養(yǎng)C練習(xí)2.(2022·江蘇)下列關(guān)于動物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述正確的是(
)A.通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B.哺乳動物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營養(yǎng)物質(zhì)C.克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程D.將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于有性生殖C練習(xí)3.(2023·天津,7)根據(jù)圖示,正確的是(
)
A.子代動物遺傳性狀和受體動物完全一致B.過程1需要MⅡ期去核卵母細(xì)胞C.過程2可以大幅改良動物性狀D.過程2為過程3提供了量產(chǎn)方式,過程3為過程1、2提供了改良性狀的方式D練習(xí)4.(2022·全國甲,38)某牧場引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊,為了在短時間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性,狀的大量后代,該牧場利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作。回答下列問題,(1)為了實(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是____________________________________________________。在體外受精前要對精子進(jìn)行獲能處
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