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文檔簡(jiǎn)介
制作者:陳清健第1頁(yè)一、胚胎工程概念是指對(duì)動(dòng)物
所進(jìn)行各種顯微操作和處理技術(shù),如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù),經(jīng)過處理后取得胚胎還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類各種需求早期胚胎或配子第2頁(yè)二、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育第3頁(yè)三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)第4頁(yè)四、胚胎工程應(yīng)用及前景第5頁(yè)精子、卵子發(fā)生與受精作用
1.精子和卵子發(fā)生比較第6頁(yè)2.受精作用(1)場(chǎng)所:輸卵管中(2)過程①受精前準(zhǔn)備a.精子獲能成熟精子必須在雌性動(dòng)物生殖道中經(jīng)歷一段時(shí)間,發(fā)生對(duì)應(yīng)生理改變后,才能取得受精能力,此過程叫獲能。b.卵子準(zhǔn)備卵子都要在輸卵管中深入成熟,到減數(shù)第二次分裂中期時(shí),才具備受精能力。②受精第一步:精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)卵丘細(xì)胞間物質(zhì),透明帶反應(yīng)是預(yù)防多精入卵受精第一道屏障。第二步:精子進(jìn)入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是預(yù)防多精入卵受精第二道屏障。第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步:配子結(jié)合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。第7頁(yè)[知識(shí)拓展]
(1)成熟精子并不代表含有受精能力,必須獲能后才具備受精能力。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是指卵泡從卵巢中排出。(3)受精標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體;而受精完成標(biāo)志為雌雄原核融合。第8頁(yè)3.個(gè)體發(fā)育與胚胎發(fā)育(1)個(gè)體發(fā)育過程(2)胚胎發(fā)育①起點(diǎn)是受精卵分裂,在輸卵管內(nèi)完成受精作用時(shí)即已開始,直至發(fā)育成為成熟胎兒。②卵裂期特點(diǎn):細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增加,但胚胎總體積并不增加或略縮小,所以每個(gè)細(xì)胞體積會(huì)隨分裂進(jìn)行不??s小,但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未降低。第9頁(yè)第10頁(yè)[知識(shí)拓展]
(1)個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)是受精卵分裂,終點(diǎn)是性成熟個(gè)體形成。(2)發(fā)育中細(xì)胞分裂均為有絲分裂,產(chǎn)生是體細(xì)胞;原腸胚階段是個(gè)體發(fā)育中分化程度最高階段,但應(yīng)注意細(xì)胞分化貫通整個(gè)個(gè)體發(fā)育過程中。(3)受精卵是新生命第一個(gè)細(xì)胞,其全能性最高。細(xì)胞全能性隨發(fā)育深化而降低。第11頁(yè)1.材料:9月8日,曾培育出克隆羊多利英國(guó)羅斯林研究所科學(xué)家在愛爾蘭都柏林舉行英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)節(jié)上匯報(bào)說,他們從接收手術(shù)多位婦女體內(nèi)取出300個(gè)卵子,在試驗(yàn)室中進(jìn)行培育。其中二分之一卵成功存活,只有5%發(fā)育為早期胚胎——胚泡。卵細(xì)胞和精子中所含遺傳物質(zhì)和染色體只有體細(xì)胞二分之一,科學(xué)家經(jīng)過一個(gè)特殊技術(shù)使這些卵細(xì)胞在發(fā)育成胚泡前就取得了足夠遺傳物質(zhì)。依據(jù)上述材料,回答以下問題:(1)以下說法正確是()A.這項(xiàng)技術(shù)屬于克隆B.這項(xiàng)技術(shù)屬于干細(xì)胞技術(shù)C.這種繁殖方式屬于有性生殖D.這種繁殖方式屬于無性生殖第12頁(yè)(2)這300個(gè)卵細(xì)胞來自于________個(gè)卵原細(xì)胞,這些卵原細(xì)胞在捐獻(xiàn)者_(dá)_________(器官)中經(jīng)減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞。為了促進(jìn)卵細(xì)胞生成和成熟,往往需要這些志愿者服用________激素。這種激素能夠口服而不需要注射原因是________________。(3)科學(xué)家們?nèi)〉昧薩_______個(gè)早期胚胎,這些早期胚胎細(xì)胞是未受精卵細(xì)胞經(jīng)過________分裂形成。這些早期胚胎性別是________。(4)其實(shí),在自然界中就有一些生物是由未受精卵細(xì)胞發(fā)育形成。請(qǐng)列舉出最少一個(gè)這么生物:_______,該生物屬于_____倍體。(5)科學(xué)家們做這項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)為何選取卵細(xì)胞而不用精子?____________________________________。(6)請(qǐng)簡(jiǎn)單談?wù)?,這項(xiàng)技術(shù)成熟以后,對(duì)人類會(huì)產(chǎn)生什么樣影響?_____________________________________。第13頁(yè)解析:(1)由題干資料所述,產(chǎn)生了生殖細(xì)胞——卵細(xì)胞,再由卵細(xì)胞單獨(dú)發(fā)育成新個(gè)體,屬于單性生殖,單性生殖又屬于有性生殖,所以這種繁殖方式為有性生殖。(2)1個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)二次減數(shù)分裂形成1個(gè)卵細(xì)胞和3個(gè)極體,即300個(gè)卵細(xì)胞來自于300個(gè)卵細(xì)胞;卵細(xì)胞形成場(chǎng)所是卵巢。促進(jìn)生殖細(xì)胞生成和成熟是性激素,性激素是固醇類激素,可直接吸收。(3)科學(xué)家們?nèi)〉迷缙谂咛?00×5%=15個(gè),它是經(jīng)有絲分裂形成,性別與母本相同。(4)蜜蜂中雄蜂是孤雌生殖(單性生殖),是由未受精卵細(xì)胞直接發(fā)育而來生物,屬于單倍體。(5)見答案。(6)這是一開放題,言之有理即可。第14頁(yè)答案:(1)C(2)300卵巢雌性因?yàn)榇菩约に厥枪檀碱惣に?,能夠直接被吸?3)15有絲女(4)雄蜜蜂單(5)①卵細(xì)胞較大,含有早期胚胎發(fā)育時(shí)所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)②卵細(xì)胞較大,也較易操作(6)主動(dòng)一面,如,經(jīng)過這種方法取得胚胎干細(xì)胞將能夠直接用于人體移植或利用這么取得胚胎干細(xì)胞培育不一樣人體器官;來取代患者患病器官,消極一面,如會(huì)帶來生命倫理問題第15頁(yè)胚胎工程三個(gè)操作流程
1.試管動(dòng)物生產(chǎn)流程第16頁(yè)2.克隆動(dòng)物培育流程3.胚胎移植培育流程第17頁(yè)第18頁(yè)[知識(shí)拓展]
(1)試管嬰兒(動(dòng)物)技術(shù)為有性生殖,胚胎分割移植為無性生殖。(2)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖,取決于胚胎是由受精卵形成,還是由核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育而成或胚胎分割形成。(3)克隆技術(shù)為無性繁殖,產(chǎn)生新個(gè)體性狀、性別均與供體動(dòng)物相同。第19頁(yè)2.材料:在山東曹縣五里墩克隆牛研究過程中用于克隆研究供體細(xì)胞起源于兩頭優(yōu)質(zhì)成年牛,一頭為高產(chǎn)黑白花奶牛,另一頭為優(yōu)質(zhì)肉牛蓋普威公牛。受體來自魯西黃牛卵巢。DNA檢測(cè)證實(shí),全部克隆牛犢與代孕母牛沒有遺傳關(guān)系。克隆技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn):可控制性別,經(jīng)濟(jì)效益顯著,克隆胚胎取材簡(jiǎn)單,成本低,可加緊我國(guó)家畜品種更新?lián)Q代速度。依據(jù)上述材料回答:(1)中國(guó)克隆牛培育過程中用到細(xì)胞工程技術(shù)有_________、________和________。(2)中國(guó)克隆牛個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)是________,胚胎移植時(shí)期胚是__________。(3)取得重構(gòu)卵多采取卵母細(xì)胞原因是________,代孕母牛作用是____________________。第20頁(yè)(4)重構(gòu)卵細(xì)胞分裂方式是______,細(xì)胞分裂結(jié)果是_________。(5)以性染色體為XY牛體細(xì)胞核取代卵細(xì)胞核,經(jīng)屢次卵裂后,植入母牛子宮孕育,所生牛犢()A.為雌性B.性別不能確定C.為雄性D.雌、雄性百分比為1∶1(6)多多、福福是世界上首次出現(xiàn)雙細(xì)胞克隆牛,其克隆樣本是年產(chǎn)萬(wàn)千克奶牛,試分析它們未來也一定高產(chǎn)嗎?(7)奶牛傳統(tǒng)生育方式為一胎只生一頭,但教授們?cè)诮韪古sw內(nèi)植入兩枚克隆牛胚胎,成功培育了孿生克隆牛,其意義是___________。(8)政府相關(guān)部門官員表示,今后我國(guó)可能采取克隆技術(shù)來改造我國(guó)低產(chǎn)奶牛,盡快發(fā)展高產(chǎn)奶牛業(yè)。怎樣發(fā)展高產(chǎn)奶牛業(yè)?________________________________。第21頁(yè)解析:克隆牛誕生是體細(xì)胞核移植與細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)組合使用結(jié)果。中國(guó)克隆牛發(fā)育起點(diǎn)是重構(gòu)卵;胚胎移植時(shí)期胚是囊胚。其性別取決于核供體?!翱寺 奔夹g(shù)能夠加緊優(yōu)良品種快速繁殖。答案:(1)體細(xì)胞核移植細(xì)胞和組織培養(yǎng)胚胎移植(2)重構(gòu)卵囊胚(3)體積大、易操作含有使細(xì)胞核表示全能性營(yíng)養(yǎng)和物質(zhì)條件,為胚胎提供發(fā)育環(huán)境并完成育仔任務(wù)(4)有絲分裂細(xì)胞數(shù)目增多,但總體積有所減小(5)C(6)不一定,因?yàn)榄h(huán)境原因也會(huì)影響產(chǎn)奶量,如喂養(yǎng)條件跟不上產(chǎn)奶量也會(huì)下降(7)為快速繁育高產(chǎn)奶牛開辟了新路徑(8)經(jīng)過克隆繁殖高產(chǎn)奶牛第22頁(yè)第23頁(yè)第24頁(yè)(4)應(yīng)用前景:ES細(xì)胞分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中重大成就之一,在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都含有十分主要應(yīng)用價(jià)值。①ES細(xì)胞可用于治療人類一些頑癥。利用ES細(xì)胞能夠被誘導(dǎo)分化形成新組織細(xì)胞特征,移植ES細(xì)胞能夠使壞死或退化部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功效。②培育成人造組織器官,用于器官移植。③對(duì)ES細(xì)胞培養(yǎng)和誘導(dǎo),為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡機(jī)理提供了有效伎倆。④ES細(xì)胞可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律研究。第25頁(yè)3.下列圖為哺乳動(dòng)物胚胎分割和性別判定示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)胚胎分割時(shí),普通采用發(fā)育良好、形態(tài)正常______。對(duì)胚胎進(jìn)行分割時(shí),要尤其注意將________均等分割,不然會(huì)影響分割后胚胎恢復(fù)和深入發(fā)育。來自同一胚胎分割產(chǎn)生后代含有相同遺傳物質(zhì),所以,胚胎分割能夠看作動(dòng)物________方法之一。(2)①過程分割出少許胚胎細(xì)胞用來做性別判定,該技術(shù)常采取方法是________________________。(3)通常胚胎干細(xì)胞能夠從________(寫出兩種方法)中分離得到。(4)早期胚胎中胚胎干細(xì)胞,不但能夠被應(yīng)用于哺乳動(dòng)物胚胎性別判定,還可被應(yīng)用于_________________等領(lǐng)域。第26頁(yè)解析:(1)胚胎分割時(shí),要選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常桑椹胚或囊胚,若選取囊胚,要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,這么有利于分割后胚胎恢復(fù)和深入發(fā)育。分割后產(chǎn)生后代遺傳物質(zhì)相同,屬于無性繁殖。(2)應(yīng)用胚胎分割進(jìn)行性別判定時(shí),要用Y染色體DNA制成探針,進(jìn)行DNA分子雜交,陽(yáng)性反應(yīng)為雄性,不然為雌性。(3)哺乳動(dòng)物胚胎干細(xì)胞來自囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或從原始性腺中分離取得。(4)胚胎干細(xì)胞可用于治療一些頑癥,培育出人造組織器官進(jìn)行移植、研究細(xì)胞分化等。答案:(1)桑椹胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)無性繁殖(或克隆)(2)用基因探針進(jìn)行DNA雜交(3)早期胚胎、原始性腺(4)治療人類一些疾病(如老年癡呆癥、糖尿病等)(或ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化培育出人造組織器官用于器官移植、研究體外細(xì)胞分化等)第27頁(yè)精子和卵細(xì)胞發(fā)生過程
如圖表示高等動(dòng)物卵子發(fā)生過程,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問題:(1)圖中A是________,B是________,E(過程)是指________,階段C是指?jìng)€(gè)體發(fā)育________(時(shí)期),階段D是指?jìng)€(gè)體發(fā)育________(時(shí)期)。(2)當(dāng)觀察到第二極體時(shí),能夠表明________。(3)能發(fā)生染色體著絲點(diǎn)分裂階段是________(填序號(hào))。(4)①階段存在變異方式是________。第28頁(yè)【解析】
本題考查卵子形成過程中相關(guān)知識(shí)。(1)圖中①為有絲分裂,可增加卵原細(xì)胞數(shù)量,卵原細(xì)胞深入演變?yōu)槌跫?jí)卵母細(xì)胞;③、④為減數(shù)分裂,只有在受精后,次級(jí)卵母細(xì)胞才能最終完成減數(shù)第二次分裂,所以E是受精,B是合子;卵泡形成是在胎兒期,減數(shù)分裂是從初情期開始,所以階段C為胎兒期;階段D為初情期后;(2)當(dāng)現(xiàn)察到第二極體時(shí),表明卵子已經(jīng)完成了受精作用;(3)著絲點(diǎn)分裂可發(fā)生在有絲分裂中,也可發(fā)生在減數(shù)第二次分裂中,所以為①、④;(4)有絲分裂中變異類型只有基因突變、染色體變異,沒有基因重組?!敬鸢浮?/p>
(1)第一極體合子受精胎兒期初情期后(2)卵子已經(jīng)完成了受精(3)①④(4)基因突變、染色體變異第29頁(yè)體外受精和早期胚胎培養(yǎng)
第30頁(yè)(3)圖中過程A稱為________,它在胚胎工程中意義在于_______。(4)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素牛乳腺生物反應(yīng)器,需將目標(biāo)基因?qū)肱J芫眩顟T用導(dǎo)入方法是______;取得轉(zhuǎn)基因母牛后,假如________即說明目標(biāo)基因已經(jīng)表示。【解析】
(1)從良種母牛采集卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能精子受精。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件之一是提供氣體環(huán)境:O2和CO2,前者作用是維持細(xì)胞正常代謝,后者作用是維持培養(yǎng)液pH。(3)圖中過程A是胚胎移植,意義是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體繁殖潛能。(4)將目標(biāo)基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞慣用方法是顯微注射法;取得轉(zhuǎn)基因母牛后,若在其乳汁中含有些人類白細(xì)胞介素,則說明目標(biāo)基因得到了表示?!敬鸢浮?/p>
(1)使卵母細(xì)胞成熟(或:使卵母細(xì)胞取得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)pH(3)胚胎移植提升優(yōu)良母畜繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有些人類白細(xì)胞介素(或:牛乳腺細(xì)胞已合成人類白細(xì)胞介素)第31頁(yè)胚胎工程應(yīng)用
如圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛過程,請(qǐng)回答以下問題:(1)A細(xì)胞是________,在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行________處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育到________時(shí)期胚胎進(jìn)行操作。(3)②指是________。(4)經(jīng)過胚胎分割產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體含有相同遺傳性狀根本原因是__________________。(5)在對(duì)囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意______________。(6)受體母牛必須和供體牛屬于________。移植后胚胎能在受體子宮中存活生理基礎(chǔ)是________________。第32頁(yè)【解析】
本題考查胚胎工程應(yīng)用。將獲能精子與處于減數(shù)第二次分裂中期次級(jí)卵母細(xì)胞融合即可得到受精卵,受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng)形成早期胚胎,為了快速繁育優(yōu)良品種,能夠采取胚胎分割技術(shù)伎倆,即選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割,分割后產(chǎn)生個(gè)體因?yàn)樗z傳物質(zhì)相同,所以性狀表現(xiàn)很相同。在對(duì)囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí),要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎恢復(fù)和深入發(fā)育。大量研究已經(jīng)證實(shí),受體對(duì)移入子宮外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能?!敬鸢浮?/p>
(1)(次級(jí))卵母細(xì)胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)含有相同遺傳物質(zhì)(5)胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎恢復(fù)和深入發(fā)育(6)同一物種受體子宮對(duì)外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)第33頁(yè)第34頁(yè)1.以下關(guān)于受精過程敘述錯(cuò)誤是()A.獲能后精子與卵子相遇后,釋放頂體酶穿過透明帶進(jìn)入放射冠B.透明帶反應(yīng)是預(yù)防多精入卵第一道屏障C.精子與卵黃膜相互融合,精子入卵D.雄原核形成同時(shí),卵子完成減數(shù)第二次分裂解析:哺乳動(dòng)物受精過程主要包含:精子穿越放射冠和透明帶,進(jìn)入卵黃膜,原核和配子結(jié)合。獲能后精子與卵子相遇后,首先釋放頂體酶穿過放射冠進(jìn)入透明帶,當(dāng)精子接觸卵黃膜瞬間,會(huì)產(chǎn)生透明帶反應(yīng),阻止多個(gè)精子進(jìn)入透明帶。精子與卵黃膜相互融合,精子入卵后,形成雄原核,此時(shí)卵子完成減數(shù)第二次分裂,形成雌原核,二者相互融合形成受精卵,受精過程完成。答案:A第35頁(yè)2.3月底,新疆塔城地域種牛場(chǎng)成功利用胚胎分割技術(shù),使一頭美國(guó)褐牛順利產(chǎn)下一對(duì)同卵雙胞胎公牛犢。以下關(guān)于胚胎分割技術(shù)敘述正確是()A.胚胎分割可將早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技術(shù)可取得同卵雙胎或多胎C.胚胎分割技術(shù)應(yīng)屬于有性生殖D.胚胎分割能夠選擇任意時(shí)期胚胎進(jìn)行解析:胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時(shí)期胚胎,普通分割成同卵雙胎,并不能任意分割成多份。胚胎分割實(shí)質(zhì)是動(dòng)物無性繁殖(或克隆)方法。答案:B第36頁(yè)3.下面對(duì)牛胚胎移植過程描述,不正確是()A.對(duì)供體和受體使用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理B.使用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理C.沖卵是指從供體母牛子宮中沖洗出受精卵D.經(jīng)過胚胎檢驗(yàn),發(fā)育到囊胚或桑椹胚才可移植解析:沖卵是用特制沖卵裝置,把供體母畜子宮內(nèi)早期胚胎沖洗出來。答案:C第37頁(yè)4.(臺(tái)州一模)科學(xué)家利用胚胎移植技術(shù)培育試管牛時(shí),首先用激素促進(jìn)良種母牛超數(shù)排卵,然后進(jìn)行體外受精和培育,最終把胚胎送入母牛子宮內(nèi),孕育成小牛產(chǎn)出。以下分析錯(cuò)誤是()A.供體與受體在胚胎移植前后生理環(huán)境須保持一致B.在胚胎移植前可采取胚胎分割技術(shù)快速繁殖良種牛C.利用胚胎移植技術(shù)培育試管牛屬于動(dòng)物克隆范圍D.須配制一系列不一樣成份培養(yǎng)液以培養(yǎng)不一樣發(fā)育時(shí)期胚胎解析:胚胎移植是將雌性動(dòng)物早期胚胎或者經(jīng)過體外受精及其它方式得到胚胎,移植到同種、生理狀態(tài)相同其它雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎供體和孕育胚胎受體共同繁育后代過程,此過程胚胎屬有性生殖產(chǎn)物,克隆是無性生殖一個(gè)主要伎倆。答案:C第38頁(yè)5.(1)現(xiàn)有一頭良種雄性黃牛,請(qǐng)你提供一個(gè)簡(jiǎn)便方法,使這頭公牛一年內(nèi)繁殖數(shù)千頭自己后代。_____________________。(2)現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛,采取胚胎移植方法,可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己后代。簡(jiǎn)述操作步驟(最少寫出其中4個(gè)主要步驟):________________________________。(3)采取什么方法能夠使普通黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等多品種小牛?_____________________________________。第39頁(yè)解析:人工授精能夠提升精子利用率,提升雄性個(gè)體生殖潛能。體外受精能夠提升卵子利用率,提升雌性動(dòng)物繁殖潛能。胚胎移植過程需先進(jìn)行良種母牛、代孕母牛同期發(fā)情處理
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