高考生物一轮-胚胎工程(知识清单)
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这是一份高考生物一轮-胚胎工程(知识清单),共5页。学案主要包含了胚胎工程的理论基础,胚胎工程技术及其应用等内容,欢迎下载使用。
一、胚胎工程的理论基础
1.受精
(1)概念:受精是精子与卵子(_____期的________细胞)结合形成合子(即受精卵)的过程。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在___________内完成。
(3)过程:包括受精前的准备阶段和受精阶段。准备阶段又包括__________和__________2个阶段。
①准备阶段1—精子获能
精子获能是指:刚刚排出的精子_____立即与卵子受精,必须在雌性动物的________发生相应的生理变化后,才能获得______________。(注意:不是获得能量)
人工使精子获能的方法:Ⅰ.直接利用雌性动物的________使精子获能;
Ⅱ.将精子培养在人工配制的________中使其获能等。(获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分有_________、___________等。)
②准备阶段2—卵子的准备
卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同(有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等;有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等),它们都要在________内进一步成熟,到________时,才具备与精子受精的能力。
③受精阶段
Ⅰ.获能后的精子与卵子相遇时,首先它释放出_________,以溶解卵细胞膜外的一些结构,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。
Ⅱ.在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的________会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。Ⅲ.精子入卵后,___________也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内。
Ⅳ.精子入卵后,______脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还_____的核,叫作________。
Ⅴ.与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成_____________,排出___________后,形成________。
Ⅵ. _________________充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后,受精卵的发育也就开始了。
④图解
⑤注意:
Ⅰ.刚排出的精子和卵子都不具备受精的能力。精子必须________,卵子必须___________,之后才能受精。
Ⅱ.为了防止多精入卵受精,先后形成了两道屏障:一是_________发生生理反应,二是____________发生生理反应。
Ⅲ.在实际胚胎工程操作中,常以________________________________________作为受精的标志。
Ⅳ.多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成两个第二极体。
Ⅴ.由于受精时,精子头部进入卵子,尾部脱离,所以受精卵:
2.胚胎早期发育
卵裂
(1)过程
受精卵
_______
_______
8细胞
4细胞
2细胞
原肠胚
(2)受精卵形成后即在_______内进行_______分裂,开始发育。
(3)卵裂是指:_________________________________。(从受精卵到桑葚胚)
卵裂的特点:①细胞的数量______;②胚胎的总体积__________;③每个细胞的体积______;④每个细胞的DNA_______;⑤胚胎总有机物_________;⑥胚胎总DNA数_______;⑥每个细胞具有发育的全能性。
(4)桑葚胚:当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。
(5)囊胚:
①胚胎进一步发育,细胞逐渐分化;
②构成囊胚的细胞分为滋养层细胞和内细胞团,囊胚的内部出现了含有液体的腔—_________。
内细胞团,将来发育成__________________________。
滋养层细胞,将来发育成__________________________。
③孵化:___________________________________________________________________,这一过程叫作孵化。
孵化非常重要,如果不能正常孵化,胚胎就无法继续发育。
(6)原肠胚:囊胚孵化后,将发育形成原肠胚。原肠胚包括外胚层、内胚层和中胚层3个胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
(7)胎儿不会直接与母体发生物质交换,所有血、氧、二氧化碳、营养成分、激素、代谢废物的交互,均通过胎盘进行。胎儿作为外来抗原,胎盘可以阻止母体免疫细胞与胚胎接触,使子宫与胎盘形成一个免疫豁免部位,使母体不会对胎儿发生免疫排斥。由于胎盘屏障的存在,在进行胚胎移植时,受体对来自供体的胚胎也基本上不会发生免疫排斥反应。
(8)输卵管是卵子发育到MⅡ期的场所、是受精的场所、也是卵裂开始的场所。早期胚胎在输卵管中处于游离状态,所以可用冲卵法等操作将其从输卵管中取出,用于胚胎移植、胚胎分割等胚胎工程的其他方面。
二、胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)哺乳动物的体外受精技术主要包括_________________、______________和_______等步骤。
采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行___________和___________,然后才能用于体外受精。
(2)过程
新鲜或解
冻的精液
体外培养到MⅡ期
获能液中使精子获能
精子离心处理
从卵巢采集卵母细胞
可进行超数排卵处理
去除静清中抑制获能的物质
将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,体外受精
受精卵培养
(3)意义:①是____________________的有效措施;②还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
(4)体外受精联合胚胎移植技术(IVF):又称试管婴儿,是指让精子和卵子在试管中体外受精结合而成为受精卵,然后再将培养成的早期胚胎送回女方的子宫里(胚胎移植),让其在子宫腔里发育成熟,与正常受孕妇女一样,怀孕到足月,正常分娩出的婴儿。试管婴儿属于有性生殖。
(5)3种受精方式的比较
2.胚胎移植
(1)概念:胚胎移植是指将通过___________________(如转基因、核移植)得到的胚胎,移植到_________、
___________________雌性动物体内,使之继续发育为__________的技术。
①移植胚胎的来源:体外受精、转基因、核移植得到的胚胎。
②胚胎移植的结果:让胚胎发育为新个体。
(2)在胚胎移植中,“供体”是指_______________, “受体”是指______________。它们必须是同一物种。
________的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由_________取代。
在牛胚胎移植中,____________________________________的牛适合作为“供体”
____________________________________的牛适合作为“受体”
(3)胚胎移植的主要步骤包括:①供体、受体的选择和处理,②配种或人工授精,③胚胎的收集、检查、培养或保存,④胚胎的移植,⑤以及移植后的检查等。
(4)胚胎移植的过程
①胚胎移植过程中两次使用激素:第一次用孕激素对受、供体进行___________处理,第二次用__________处理使供体______________。
②胚胎移植过程中进行了两次检查:第一次是对收集的胚胎进行质量检查,第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
③超数排卵是指应用_____________________,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
④胚胎能被收集,是因为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。
⑤将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内,胚胎不一定都能正常发育。
一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内,胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理,目的是______________________________________,这样才能为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境。
⑥受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
⑦胚胎移植后,经受体孕育的后代的遗传特性与________保持一致。
⑧胚胎移植实质上是____________________________________________________。
⑨胚胎移植一般不选用原肠胚,而是根据动物的不同选择原肠胚以前的早期胚胎。
(5)进行胚胎移植的优势是______________________________________。
(6)胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节。
3.胚胎分割
(1)概念:胚胎分割是指采用________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______
________________的技术。
(2)胚胎分割的理论依据:早期胚胎细胞具有很强的______能力,并保持着细胞__________。
(3)来自同一胚胎的后代具有相同的__________,因此胚胎分割可以看作动物_______________的方法之一。
(4)胚胎的选择:在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的____________________。(原因是:处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性,可以发育成完整个体)
(5)分割后的胚胎:可以直接移植给受体,或经体外培养后,再移植给受体。
(6)仪器设备:体视显微镜和显微操作仪、分割针、分割刀
(7)囊胚的分割:
胚胎移植前进行性别鉴定的方法:取________细胞做DNA分析
将内细胞团______分割,避免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
(8)意义:这项技术可以促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。此外,在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。细胞核中的遗传物质(核DNA)、染色体
一半来自父方,一半来自母方
细胞质中的遗传物质(质DNA)
几乎全部来自母方
受精卵中的遗传物质(全部DNA)
来自母方多于来自父方
受精卵中的染色体
一半来自父方,一半来自母方
项 目
自然受精
人工授精
体外受精
过程
雌雄动物交配完成
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精
人工获取精子、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所
雌性动物输卵管中
雌性动物输卵管中
体外培养液中
相同点
①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程;②都是有性生殖
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