3-3 胚胎工程的应用及前景(学业水平检测)
一、选择题
1.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述,错误的是( )
A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工授精后的一定时间内,收集供体原肠胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D.一次给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例
2.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。以下说法不正确的是( )
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,生出荷斯坦奶牛,可以说移植成功了
C.同种动物之间生理特征相近,进行胚胎移植易于成功
D.不管是否妊娠,同种动物生殖器官生理变化都是一样的
3.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
4.下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
5.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中分离获取
6.既能进行胚胎性别鉴定,又能进行胚胎移植的最佳示意图是( )
7.胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性,它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞。下图所示为干细胞的培养过程,请问图中哪一阶段的细胞是全能干细胞( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.囊胚 B.内细胞团
C.血液组织干细胞 D.各种血细胞
8.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功,下列叙述正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的怀孕母羊子宫内
9.下列有关叙述中错误的是( )
A.利用胚胎分割技术可以获得两个或多个基因型相同的胚胎
B.诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不需要加入饲养层细胞
C.采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用
D.卵细胞受精完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体
10.如图表示利用胚胎干细胞(ES ( http: / / www.21cnjy.com )细胞)所做的一系列研究,过程Ⅰ是将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素。过程Ⅱ是将目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙述不正确的是( )
A.过程Ⅰ的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点
B.过程Ⅰ中,囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及两个囊胚腔
C.过程Ⅱ中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞
D.过程Ⅱ中需要用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶
二、非选择题
11.现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大,如图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请回答下列问题:
(1)A细胞是________,在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时,应选择发育到________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意__________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于____________,该生殖方式属于________。
12.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:
肝组织
干细胞
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____。在体外培养条件下,培养液中加入________因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓治疗的实质是将上图的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论 ( http: / / www.21cnjy.com )上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________,其原因是_____________________________________。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的________期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用________细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌________的杂交瘤细胞。
13.如图表示利用胚胎工程培育优质奶牛的基本流程:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)桑椹胚是胚胎细胞数目为____ ( http: / / www.21cnjy.com )____个左右的胚胎,这个阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力,属于________。补充填写胚胎发育的几个重要阶段:受精卵→桑椹胚→________→________。优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活,其生理基础是_________________________________________________________。
(2)在优质奶牛的培育过程中,为了能够快速繁殖,常用体外受精技术,其过程为:
该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗?_________________________________
(填“能”或“不能”),在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(3)若要同时获得多头与此优质奶牛相同 ( http: / / www.21cnjy.com )的小牛,可进行胚胎分割。应选择发育到________时期的胚胎进行操作,进行分割时,应注意将________分割,通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的________。
(4)胚胎干细胞(简称E ( http: / / www.21cnjy.com )S细胞或EK细胞)是由________胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞,具有很强的________能力和多向________的潜能。ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命,原因是ES细胞可以被诱导分化形成新的________,还可以培育出新的________。
参考答案:
1.解析:收集胚胎时应收集处于桑椹胚或囊胚期的胚胎。答案:B
2.解析:处于发情期的动物的生殖器官的生理变化是相同的。答案:D
3.解析:对供体和受体母牛进行同期 ( http: / / www.21cnjy.com )发情处理,所用激素相同,但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素,对受体母牛则不需要;受精可在体内进行;冲卵得到的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚方可移植;到目前为止,最常见的是分割产生的同卵双胎,而同卵多胎成功率很低。答案:D
4.解析:不同的动物体胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎移植的时间不同,比如人的体外受精胚胎可在8~16个细胞阶段移植,牛的胚胎一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才可移植。答案:B
5.解析:由于呼吸作用不断消耗有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物,有机物总量不断减少;胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割;胚胎干细胞具有旺盛的分裂能力,蛋白质合成旺盛,核仁应较大;胚胎干细胞是一类未分化、分裂能力很强的细胞,可从早期胚胎中分离获取。答案:D
6.解析:进行胚胎移植的最佳时期是囊胚期;取细胞进行胚胎性别鉴定时只能取滋养层的细胞,而不能取内细胞团中的细胞。答案:A
7.解析:哺乳动物的胚胎干细胞是 ( http: / / www.21cnjy.com )从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有发育的全能性,可进一步分化形成造血干细胞和神经干细胞等各种不同的专能干细胞。 内细胞团在囊胚期才出现,它是发育成胚胎本身的基础,属于全能干细胞。答案:B
8解析:给母山羊注射促性腺激素可使 ( http: / / www.21cnjy.com )其超数排卵。乙过程的目的之一是促使卵母细胞进一步发育成熟到减数第二次分裂中期,精子是已经成熟的细胞,乙过程和丙过程采用的培养液成分不同。丙过程中要加入促使细胞分化的激素等。供体和受体应生理状态相同,不是性状相同。答案:A
9.解析:利用胚胎分割技术 ( http: / / www.21cnjy.com )获得的组织细胞来自同一个受精卵,基因型相同;饲养层细胞可以抑制干细胞分化,所以诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不能加入饲养层细胞;采集到的精子需经获能处理,采集到的卵子需发育到减数第二次分裂中期才具有受精能力;在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体说明卵细胞已经完成受精。答案:C
10.解析:过程Ⅰ利用了细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚,具有内、中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个囊腔。过程Ⅱ中,将目的基因导入动物受体细胞常用的方法是显微注射法,基因工程中常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶。答案:B
11解析:(1)从图中看A细胞是次级卵母细胞 ( http: / / www.21cnjy.com ),将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵,受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种,可以采用胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎分割的技术手段,即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,分割后产生的个体所含的遗传物质相同,性状表现很相似。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同;该技术属于克隆的范畴,为无性繁殖。
答案:(1)(次级)卵母细胞 获能 桑椹胚或囊胚
胚胎分割要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
12.解析:胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,全能性最高。细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。骨髓是人体的造血组织,存在造血功能的干细胞,骨髓治疗的实质是将造血干细胞移植到患者体内。克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体。细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 制备单克隆抗体的过程中用免疫处理的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,多次筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。
答案:(1)囊胚 原始性 ( http: / / www.21cnjy.com )腺细胞 (2)胚胎干细胞 分化诱导 (3)选择性表达 (4)造血干 (5)红细胞 细胞中无细胞核 (6)间 (7)B淋巴 特异性抗体
13.解析:(1)桑椹胚 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚胎细胞数为32个左右,每个细胞都具有全能性,属于全能细胞。早期胚胎发育的阶段为受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚。受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,这是外来胚胎成活的生理基础。
(2)只有进行到减数第二次分裂中期的卵子才具有受精能力。受精前,精子要进行获能处理。
(3)胚胎分割移植应选取发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎,在分割时应将内细胞团均等分割。
(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,具有很强的增殖能力和分化潜能。
答案:(1)32 全能细胞 囊胚 原 ( http: / / www.21cnjy.com )肠胚 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 (2)不能 获能 (3)桑椹胚或囊胚 内细胞团均等 遗传物质 (4)早期 增殖 分化 组织细胞 组织器官3-3 胚胎工程的应用及前景(热点归纳)
热点一 :胚 胎 移 植
【对点训练】下图为牛胚胎移植示意图,请据图回答:
(1)牛胚胎移植程序中,①通常是采用__________进行同期发情处理,然后②用______________激素使供体母牛超数排卵。
(2)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到________或__________阶段。
(3)④胚胎移植过程一般有________和____________两种方法。
(4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传 ( http: / / www.21cnjy.com )物质是否相同? ______,为什么?_______________________________________________________________________。]
(5)进行胚胎移植的优势是___________________________________________。
(6)冲卵的生理基础是___________________________________________________。
【点拨】胚胎移植时供、受体母 ( http: / / www.21cnjy.com )牛必须处在相同的发情期,通常用孕激素进行处理,然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;胚胎移植一般有手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口;非手术法:将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。受体母牛只是提供胚胎发育的场所。进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
【答案】 (1)孕激素 促性腺 (2) ( http: / / www.21cnjy.com )桑椹胚 囊胚 (3)手术法 非手术法 (4)不相同 因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛,且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响 (5)能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 (6)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
【变式训练】下面对牛的胚胎移植过程中的描述,不正确的是( )
A.对供体和受体使用激素进行同期发情处理
B.使用促性腺激素对供体进行超数排卵处理
C.冲卵是指从供体母牛子宫中冲洗出受精卵
D.通过胚胎检查,发育到囊胚或桑椹胚才可移植
【点拨】冲卵是收集胚胎的一个环节,是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
【答案】C
热点二、胚 胎 分 割
【对点训练】近年来发展起来的胚胎工程技 ( http: / / www.21cnjy.com )术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,下图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。相关说法正确的是( )
A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取,但在受精前要对精子进行获能处理
B.进行胚胎分割时,应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎几乎不发生排斥反应
【点拨】从母体卵巢中得到的卵子还不成熟, ( http: / / www.21cnjy.com )要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与获能精子结合的能力。进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作。进行胚胎分割时,还可以采用分割刀片将胚胎切开。同一物种的生理状况和生殖状况相同,才能进行胚胎移植。【答案】D
【热点点拨】
(1)胚胎分割可以看做是动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(2)胚胎分割时对内细胞团需均等分割。
(3)目前经胚胎分割产生的最常见的是同卵双胎,而同卵多胎成功的比例都很小。
【变式训练】下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )。
A.移植用的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚阶段
B.滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期
C.分割囊胚阶段的内细胞团不要求均等
D.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
【点拨】因桑椹胚或囊胚时期的细胞未分化,所以 ( http: / / www.21cnjy.com )移植的胚胎一般取桑椹胚或囊胚;滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期;对囊胚阶段的内细胞团的分割要求均等;卵裂期胚胎中细胞数目增加,但有机物总量在不断减少。
【答案】A3-3 胚胎工程的应用及前景(助学案)
【课题概述】
《胚胎工程的应用及前景》是人教版高中生物 ( http: / / www.21cnjy.com )选修三 专题三《胚胎工程》第一课时的教学内容,主要学习胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞等胚胎工程的应用及前景,使学生了解胚胎工程的应用。本课时是胚胎工程的应用阶段,也是学生深刻理解胚胎工程具体实例的重要途径。
【学习目标】
1.举例说出胚胎移植和胚胎分割
2.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用
3.关注胚胎工程的研究进展和应用价值
课前预习案
【自主学习】——大胆试
具体要求①阅读教材p74-p81②在自习课完成教给老师检查③准备上课前10分钟展示。
一、胚 胎 移 植
1.概念
(1)移植对象:雌性动物体内的 ,或者通过 及其他方式得到的胚胎。
(2)移植受体:移植到 的其他雌性动物的体内。
(3)移植结果:发育为 。
2.生理学基础
(1)同种动物的供、受体排卵后,生殖器官的 是相同的。
(2)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,而处于 状态。
(3)受体对外来胚胎基本上不发生 。
(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的 和 联系,但其 不受影响。
3.基本程序
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
二、胚胎分割与胚胎干细胞
1.胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法,将 分割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得 的技术,所得后代遗传物质完全相同。
(2)原理:细胞的 。
(3)繁殖方式: 殖或 。
(4)
( http: / / www.21cnjy.com )
2.胚胎干细胞
(1)概念:由 或 中分离出来的一类细胞,简称ES或EK细胞。
(2) ( http: / / www.21cnjy.com )
(3)应用:
①可以用于治疗人类的某些 。
②可以培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的 和器官移植后 的问题。
③是研究体外 的理想材料。
④可用于对哺乳动物 和 的研究。
课堂探究案
探究点一:胚 胎 移 植
1.胚胎移植时,供体的主要职能是什么?受体必须具备什么条件?
2.仔细观察教材P77牛胚胎移植流程图,思考以下问题:
(1)冲卵是在胚胎移植过程中的哪一步?冲卵指的是冲出卵子吗?
(2)胚胎移植过程中需要进行几次检查?检查内容分别是什么?
(3)胚胎移植成功的标志是什么?
3.为什么进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同?
探究点二、胚胎分割与胚胎干细胞
1.胚胎分割有什么意义?处理时期和理由是什么?
2.阅读教材P78胚胎分割的发展简史,想一想早期胚胎能不能无限分割?
3.囊胚期的内细胞团有何功能?对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么?为什么?
【整合提升】-------我能做
具体要求①构建本节课的知识体系②理解熟记基本知识点③不明白的问题及时请教老师。
课堂练习案
【目标检测】—— 一定行(对所学内容进行巩固、深化)
1.下列关于胚胎移植的叙述错误的是( )
A.超数排卵技术要使用一定的激素
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.把母畜体内的卵泡或胚胎冲出后均能移植
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
2.关于胚胎分割的叙述,正确的是( )
A.可以将胚胎任意分割成多块
B.胚胎分割是一种有性生殖
C.胚胎分割后,移植获得的后代基因型完全相同
D.胚胎分割是在动物体内进行的
3.下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.胚胎分割时,最好选择处于桑椹胚或原肠胚时期的胚胎
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
4.下列关于胚胎干细胞的叙述,不正确的是( )
A.动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能
C.胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同
D.胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型
5.请回答胚胎工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、________、________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和 ( http: / / www.21cnjy.com )卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其____________。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和____________。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是____________。
(4)胚胎移植前对供、受体 ( http: / / www.21cnjy.com )母牛要进行____________,使它们的生理条件达到同步或一致,常用的激素是____________。为胚胎在受体体内存活提供可能的基础是指受体对外来的胚胎基本上不产生____________。
参考答案
预习导学案答案:
一、胚 胎 移 植
1.概念
(1)移植对象:雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎。
(2)移植受体:移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。
(3)移植结果:发育为新个体。
2.生理学基础
(1)同种动物的供、受体排卵后,生殖器官的生理变化是相同的。
(2)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,而处于游离状态。
(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其遗传特性不受影响。
3.基本程序
( http: / / www.21cnjy.com )二、胚胎分割与胚胎干细胞
1.胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法,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,所得后代遗传物质完全相同。
(2)原理:细胞的全能性。
(3)繁殖方式:无性生殖或克隆。
(4)
2.胚胎干细胞
(1)概念:由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,简称ES或EK细胞。
(2)
(3)应用:
①可以用于治疗人类的某些顽症。
②可以培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
③是研究体外细胞分化的理想材料。
④可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
探究案答案:
一、胚 胎 移 植
1.胚胎移植时,供体的主要职能是什么?受体必须具备什么条件?
提示:供体具备的职能:产生具有优良遗传 ( http: / / www.21cnjy.com )特性的胚胎。受体具备的条件:①健康的体质和正常的繁殖能力;②同种的、生理状态相同的其他雌性动物,没有生殖隔离,生理环境相同。
2.仔细观察教材P77牛胚胎移植流程图,思考以下问题:
(1)冲卵是在胚胎移植过程中的哪一步?冲卵指的是冲出卵子吗?
(2)胚胎移植过程中需要进行几次检查?检查内容分别是什么?
(3)胚胎移植成功的标志是什么?
提示:(1)第④步需要进行冲卵;冲卵是指将供体母畜体内的早期胚胎冲出来,而不是把卵子冲出来。
(2)两次检查。第一次在冲卵后,对胚胎进行质量检查;第二次对受体母牛进行是否妊娠的检查。
(3)移植的胚胎在供体内能正常发育并分娩。
3.为什么进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同?
提示: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。
探究点二、胚胎分割与胚胎干细胞
1.胚胎分割有什么意义?处理时期和理由是什么?
提示:胚胎分割的意义是提高胚胎利用率。处理的时期是桑椹胚期或囊胚期,因为此时还未出现细胞的分化。
2.阅读教材P78胚胎分割的发展简史,想一想早期胚胎能不能无限分割?
提示:不能。实践证明,采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性有限,目前以二分胚的分割和移植成功率最高。
3.囊胚期的内细胞团有何功能?对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么?为什么?
提示:内细胞团在囊胚阶段才出现,它 ( http: / / www.21cnjy.com )将来发育成胎儿的各种组织。对囊胚阶段的胚胎进行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。
课堂练习案答案
1.C 2.C 3.A 4.A
5.解析: (1)“试管牛” ( http: / / www.21cnjy.com )是通过在试管中进行体外受精,然后将受精卵进行胚胎培养,将获得的胚胎再利用胚胎移植技术植入母体内,在母体内发育和产出牛个体的过程;(2)为使精卵成功结合需要对精子进行获能处理;处于卵母细胞减数第二次分裂中期的细胞为次级卵母细胞或第一极体。(3)促性腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进卵母细胞的生成。(4)同期发情处理的目的是使供、受体的生理状态同步或一致,所用的激素是孕激素,和超数排卵所用的激素不一样。另外胚胎要在受体内存活,必要的条件是不能和受体产生免疫排斥反应。
答案:(1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 第一极体
(3)促性腺激素
(4)同期发情处理 孕激素 免疫排斥反应3-3 胚胎工程的应用及前景(要点精讲)
要点:胚胎移植的理论基础
胚胎移入的基础 哺乳动物发情排卵后,一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
胚胎收集的基础 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
移入胚胎存活的基础 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
保留遗传特性的基础 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响
2.胚胎移植的基本程序:
( http: / / www.21cnjy.com )
3.胚胎分割:
(1)理论基础:细胞的全能性。
(2)材料选择:发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
(3)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。
(4)意义:加快繁殖速度,是动物无性繁殖或克隆的方法之一。
4.胚胎干细胞:
(1)概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
(2)特点。
①形态:体积小、细胞核大、核仁明显。
②功能:具有发育的全能性。
③体外培养:可以增殖而不发生分化。
(3)主要用途:
①治疗人类的某些顽症。
②培育人造组织器官。
③研究体外细胞分化。
(1)滋养层≠饲养层。
①滋养层:囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞,滋养层最终发育成胎膜和胎盘。
②饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
【易错提醒】不同动物胚胎移植的时间不同。
①牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。
②小鼠、家兔在桑椹胚前。
③几乎所有动物都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。
【例题助学】
【典型例题1】
下图为牛胚胎移植示意图,请据图回答:
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(1)牛胚胎移植程序中,①通常采用 进行同期发情处理,然后②用 激素使供体母牛超数排卵。
(2)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到 或 阶段。
(3)④胚胎移植过程一般有 和 两种方法。
(4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同? ,为什么? 。
(5)进行胚胎移植的优势是: 。
(6)冲卵的生理基础是: 。
(7)④移植的胚胎,也可以是来源于体 ( http: / / www.21cnjy.com )外受精或者核移植,体外受精形成的胚胎发育成的个体可以称为 (填“试管”或“克隆”)动物,核移植形成的胚胎发育成的个体可以称为 (填“试管”或“克隆”)动物。
【点拨】(1)胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期,通常用激素进行处理,然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
(2)对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。
(3)胚胎移植方法一般有:手术法,引出 ( http: / / www.21cnjy.com )受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口;非手术法,将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。
(4)受体母牛只是提供胚胎发育的场所。
(5)进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(6)冲卵的生理基础是早期胚胎形成后,未与母体子宫建立组织上的联系,仍处于游离状态。(7)体外受精获得试管动物,核移植获得克隆动物。
【答案】(1)激素 促性腺
(2)桑椹胚 囊胚
(3)手术 非手术
(4)不相同 犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛,且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响
(5)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
(6)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
(7)试管 克隆
【变式训练】
(1)上题中,受体母牛⑥的作用是什么?
答案:进行漫长的妊娠过程。
(2)上题中冲卵过程获得的是什么?
答案:早期胚胎。
【变式训练】试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题:
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(1)①②过程分别表示 、 。
(2)对供体母牛的要求是 ,
通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。
(3)从母牛体内获得的卵母细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞需要到 (时期)才能与精子结合。在体外培养受精卵时,需要满足以下条件: 、营养、温度和pH以及气体环境。
(4)生产上常用 期的胚胎进行②过程。
【点拨】培育试管动物首先选 ( http: / / www.21cnjy.com )择遗传性能和生产性能优良的母牛,获取的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期进行体外受精,等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植。
答案:(1)体外受精 胚胎移植
(2)遗传性能和生产性能优秀
(3)减数第二次分裂中期 无菌无毒的环境
(4)桑椹胚或囊胚