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課標(biāo)要求核心素養(yǎng)_4.3對動(dòng)物早期胚胎或配子進(jìn)行顯微操作和處理以獲得目標(biāo)個(gè)體4.3.1簡述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程4.3.2簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)_____________________________________生命觀念:通過理解精子獲能和卵子準(zhǔn)備的基本過程以及動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律,建立物質(zhì)與能量觀;綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程等知識(shí)和技能,設(shè)計(jì)胚胎工程方案,建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀。科學(xué)思維:運(yùn)用模型與建模的思維方法,構(gòu)建胚胎移植和試管動(dòng)物的基本操作流程模型??茖W(xué)探究:探討胚胎工程在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。社會(huì)責(zé)任:對胚胎工程與胚胎分割等有關(guān)議題進(jìn)行科學(xué)分析和判斷。第37講
胚胎工程哺乳動(dòng)物自身繁殖率低畜牧業(yè)上需要快速大量繁殖良種家畜體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎分割胚胎移植短內(nèi)時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生大量后代胚胎工程什么是胚胎工程?課P56胚胎工程:是指對生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理,然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。操作對象技術(shù)種類工程實(shí)質(zhì)理論基礎(chǔ)動(dòng)物生殖細(xì)胞、受精卵、早期胚胎細(xì)胞體外受精、胚胎移植、胚胎分割在體外條件下,對動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律課P561.受精:一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)指精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。(1)概念:(3)過程:(2)場所:①受精前的準(zhǔn)備階段②受精階段輸卵管課P56(3)受精過程準(zhǔn)備階段受精階段精子獲能卵子準(zhǔn)備自然:在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)育到MⅡ中期才具備與精子受精的能力體外:人工配置的獲能液有效成分:肝素、Ca2+載體精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu),精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)形成雄原核、卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,釋放第二極體,形成雌原核精子入卵雌、雄原核融合,形成合子,即受精卵釋放出多種酶防止多精入卵的第一道屏障防止多精入卵的第二道屏障觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志。受精完成的標(biāo)志2.胚胎早期發(fā)育受精卵桑葚胚透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來→孵化?!?/p>
囊胚2細(xì)胞→4細(xì)胞→8細(xì)胞↓胚胎發(fā)育的起點(diǎn)卵裂期細(xì)胞分裂方式為________細(xì)胞數(shù)目_________每個(gè)細(xì)胞體積_________胚胎總體積______或略有_____有機(jī)物總量_______,有機(jī)物種類_________DNA總數(shù)目_____有絲分裂增加不增加縮小減小減少增加增加在透明帶中均有全能性開始分化透明帶內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤將來發(fā)育成胎兒的各種組織原腸胚全能性外胚層內(nèi)胚層中胚層原腸胚教材延伸1.判斷卵子是否受精的標(biāo)志是______________________________。觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核2.防止多精入卵的意義是________________________________________________________________。
可以保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致,從而保證遺傳的穩(wěn)定性真題演練1、(四川高考真題)精子內(nèi)的頂體由高爾基體特化而來。受精時(shí)頂體膜與精子細(xì)胞膜融合,釋放頂體酶使卵子外層形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列敘述正確的是A.頂體內(nèi)儲(chǔ)存的頂體酶是在精子的溶酶體中合成的B.精子游向卵子所需的能量來自線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C.頂體膜和精子細(xì)胞膜融合體現(xiàn)生物膜的選擇透過性D.受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自父方另一半來自母方B二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
應(yīng)用較多的胚胎工程技術(shù)1.體外受精2.胚胎移植3.胚胎分割進(jìn)一步挖掘動(dòng)物的繁殖潛力課P601988年3月10日我國首例試管嬰兒“鄭萌珠”體外受精和早期胚胎培養(yǎng)在試管中個(gè)體精子卵子受精卵體外受精早期胚胎子宮胚胎移植早期胚胎發(fā)育試管動(dòng)物:試管動(dòng)物是指通過人工操作使卵子在體外受精,經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后,再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。輸卵管沖取法、從已屠宰動(dòng)物卵巢中獲取、活體采卵精液由精子和精漿兩部分組成,精漿中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì),精子獲能前進(jìn)行離心處理,目的是除去精漿以利于精子獲能將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能,獲能液的成分因動(dòng)物的種類不同而有所差異,常見的有效成分有肝素、Ca2+載體等將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤褐泄餐囵B(yǎng)一段時(shí)間,來促使它們完成受精(2)意義:是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施,可以為胚胎移植提供可用胚胎1.體外受精
成熟培養(yǎng)
獲能(1)過程(1)概念:
胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。(2)供體、受體和胚胎來源②供體:提供胚胎的個(gè)體③受體:接受胚胎的個(gè)體①胚胎來源:轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精獲得的胚胎2.胚胎移植遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)選擇標(biāo)準(zhǔn):職能:產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn):職能:同種、健康的體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)①可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力;②大大縮短了供體本身的繁殖周期;③對供體超數(shù)排卵處理后,可增加后代數(shù)量(3)意義:(4)過程:優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工受精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植優(yōu)良公牛供體、受體的選擇和處理配種或進(jìn)行人工授精胚胎的收集胚胎的檢查培養(yǎng)或保存胚胎的移植移植后的檢查課P61P288生理變化生理環(huán)境游離免疫排斥反應(yīng)生理組織遺傳特性(選擇性必修3P62思考·討論)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ):3.胚胎分割(1)概念:采用機(jī)械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
或
的技術(shù)。(2)儀器設(shè)備:體視顯微鏡和
。(3)材料:發(fā)育良好、形態(tài)正常的
。若分割囊胚階段的胚胎時(shí),要
。(4)過程:同卵雙胎多胎顯微操作儀桑葚胚或囊胚將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割對囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí)一定要均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。無性繁殖或克隆課P62P288還可用分割針分割滋養(yǎng)層,做DNA分析,鑒定性別。做DNA分析鑒定性別(5)意義:促進(jìn)
的繁殖,產(chǎn)生的遺傳性狀
的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料;胚胎移植前進(jìn)行
、
等,對于人工控制
、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義。優(yōu)良動(dòng)物品種相同性別鑒定遺傳病篩查動(dòng)物性別課P62P288教材延伸1.胚胎移植時(shí)怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
應(yīng)對供體和受體母畜用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致,這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件,這是胚胎移植成功的關(guān)鍵2.胚胎移植的后代具有供體和受體共同的遺傳性狀嗎?__________________________________________________________________________________________。
不具有。后代的遺傳性狀是由供體決定的,受體只是提供了胚胎發(fā)育的場所,不影響后代的遺傳特性3.在牛的胚胎移植過程中有兩次使用激素、兩次檢查,其目的分別是什么?提示第一次用孕激素對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理,第二次用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵。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。(2023·廣東)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(2023·天津)根據(jù)下圖,正確的是(
)A.子代動(dòng)物遺傳性狀和受體動(dòng)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(dòng)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(2023·浙江)在家畜優(yōu)良品種培育過程中常涉及胚胎工程的相關(guān)技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是(
)A.經(jīng)獲能處理的精子才能用于體外受精 B.受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎C.胚胎分割技術(shù)提高了移植胚胎的成活率 D.胚胎移植前需對受體進(jìn)行選擇和處理C(2020山東高考真題)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚,通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說法錯(cuò)誤的是A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得C(2012?山東卷?T35)毛角蛋白Ⅱ型中間絲(KIFⅡ)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIFⅡ基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡單流程如圖。(1)過程①中最常用的運(yùn)載工具是______,所需要的酶是限制酶和____________。(2)在過程②中,用___________________________處理將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)過程中,將成纖維細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中,CO2的作用是________________________。(3)在過成③中,用___________處理以獲取更多的卵(母)細(xì)胞。成熟卵(母)細(xì)胞在核移植前需要進(jìn)行_________處理。(4)從重組細(xì)胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是_________________。在胚胎移植前,通過_________技術(shù)可獲得較多胚胎。質(zhì)粒DNA連接酶胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)基(液)的pHKIFⅡ基因羊胎兒皮膚組織塊成年母絨山羊重組表達(dá)載體成纖維細(xì)胞卵(母)細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞重組細(xì)胞早期胚胎代孕母羊轉(zhuǎn)基因絨山羊促性腺激素去核(早期)胚胎培養(yǎng)胚胎分割
A
高考一遍過2.(2021·江蘇卷)下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎工程和細(xì)胞工程的敘述,<zzd>錯(cuò)誤</zzd>的是(
)。
D[解析]
將骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞混合,經(jīng)誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞不都是雜交瘤細(xì)胞,還有B淋巴細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞等,D錯(cuò)誤。3.(2020·江蘇卷,改編)小鼠胚胎干細(xì)胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細(xì)胞,制備流程如下圖所示。下列敘述正確的是(
)。
D4.(2022全國甲卷)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(shí)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。(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)行獲能處理,其原因是_________________________________
________________________;精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法,誘導(dǎo)精子獲能的藥物是_________________________(答出1點(diǎn)即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞,因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到___________時(shí)才具備與精子受精的能力。(2)體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進(jìn)行,該培養(yǎng)液的成分除無機(jī)鹽、激素、血清外,還含的營養(yǎng)成分有___________________________
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