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1、 1 精子的發(fā)生 (1) 場所：睪丸的 ________________ 。 (2) 時期： _ _______ 開始，直到生殖機能衰退。 (3) 過程 精原細胞 多個初級精母細胞 通過數(shù)次有絲分裂 1 個初級精母細胞 2 個次級精母細胞 4 個精子細胞 通過減數(shù)分裂，即 MI 和 MI I 精子細胞 精子 通過變形 曲細精管 初情期 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 2 卵子的發(fā)生 (1) 場所： _ __ _____ 、輸卵管。 (2) 時期：始于性別分化 ( 胚胎時期 ) 。 (3) 過程 卵原細胞 初級卵
2、母細胞 1 個初級卵母細胞 1 個次級卵母細胞 第一極體 排卵前后完成 1 個次級卵母細胞 1 個卵子第二極體 精子和卵子結(jié)合過程中完成 卵巢 3 受精 (1) 概念：精子和卵子結(jié)合形成合子 ( 即受精卵 ) 的過程。 (2) 場所： _ ___________ 中。 (3) 過程： 準備階段：包括 _____________ 和 _______________ 。 受精階段 a. 精子穿越放射冠： 頂體酶 b. 精子穿越透明帶： 屏障一 c. 進入卵黃膜： 作用 屏障二 d. 原核形成，配子結(jié)合成受精卵 輸卵管
3、 精子獲能 卵子的準備 頂體反應(yīng) 透明帶反應(yīng) 卵黃膜封閉 4 胚胎發(fā)育 (1) 卵裂期：細胞在 ________ 中進行有絲分裂。 (2) 桑椹胚：胚胎細胞達 32 個左右，每一個細胞都是 ________ 細胞。 (3) 囊胚：有 ________ 腔，出現(xiàn)了囊胚從透明帶中伸展出 來的孵化過程。 (4) 原腸胚：內(nèi)細胞團細胞形成外胚層和內(nèi)胚層，滋養(yǎng)層 發(fā)育成 ___ ______ _____ ，內(nèi)胚層包圍著原腸腔。 透明帶 全能 囊胚 胎膜和胎盤 1 試管動物技術(shù)： 通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并 通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代
4、的技術(shù)。 體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 2 體外受精 (1) 卵母細胞的采集和培養(yǎng)：主要方法是用 __ ___ ____ ___ 處理，使其排出更多的卵子，然后，從 ________ 中沖取卵子， 直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛 ___ ____ __ ___ _____ 中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲 波探測儀、腹腔鏡等直接從 _____ __ __ ___ _ __ ____ 中吸取卵母 細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經(jīng) _____ ___ _ ____ ____ 后， 才能與 ______________ 受精。 (2) 精子的采集與獲能：采集方法有 ______
5、__ 法、手握法 和電刺激法等；獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。 (3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或 專用的受精溶液中完成受精過程。 促性腺激素 輸卵管 屠宰母畜的卵巢 活體動物的卵巢 人工培養(yǎng)成熟 獲能的精子 假陰道 3 早期胚胎培養(yǎng) (1) 培 養(yǎng) 液 成 分 ： 無 機 鹽 、 有 機 鹽 ( 兩鹽 ) ； ________________( 兩素 ) ； ________________________( 兩酸 ) ， 另外還有水、血清等。 (2) 胚胎去向：向受體 移植或冷凍保存。 維生素、激素 氨基酸、核苷酸 1 胚胎移植 (1)
6、概念：將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及 其他方式得到的胚胎，移植到 ______________________ 的其他 雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。 (2) 地位：胚胎移植是轉(zhuǎn)基因、核移植、或體外受精等技 術(shù)的最后一道 “ 工序 ” 。 (3) 意義：大大縮短了 ____________________ ，充分發(fā)揮 __________________________ 。 同種的、生理狀態(tài)相同 供體本身的繁殖周期 雌性優(yōu)良個體的繁殖能力 胚胎工程的應(yīng)用及前景 (4) 理論基礎(chǔ) 移入：排卵后，供、受體 ____________ 的生理變化是相 同的。
7、 收集：早期胚胎處于 ____________ 。 存活：受體對外來胚胎基本上不發(fā)生 ________ 反應(yīng)。 保留遺傳性：供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受任 何影響。 (5) 基本程序 對供受體的 _____ ____ ___ 配種或 _____ _ ___ ___ 對胚 胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存 胚胎 ________ 檢查。 生殖器官 游離狀態(tài) 免疫排斥 選擇和處理 人工授精 移 植 2 胚胎分割 (1) 概念：是指采用機械方法將 _____ ___ ___ 切割 2 等份、 4 等份等，經(jīng)移植獲得 __________ ___ ____ 的技
8、術(shù)。 (2) 意義：來自同一胚胎的后代具有 ________ 的遺傳物質(zhì)， 屬于 ________ 繁殖。 (3) 材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的 ______________ 。 (4) 注意：對囊胚階段的胚胎分割時，要將 ______________ 分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 早期胚胎 同卵雙胎或多胎 相同 無性 桑椹胚或囊胚 內(nèi)細胞團均等 3 胚胎干細胞 (1) 來源：由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。 簡稱 ES 或 EK 細胞。 (2) 特點：在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小、核大、核仁明顯； 在功能上，具有 ________________
9、__ ；體外培養(yǎng)條件下可以 __________________ 。 發(fā)育的全能性 增殖而不發(fā)生分化 控制哺乳動物的性別對于畜牧生產(chǎn)有著十分重 要的意義。目前，分離精子技術(shù)是有效的性別控制方法。例如： 牛的 X 精子的 DNA 含量比 Y 精子的高出 4% 左右，利用這一 差異人們借助特殊儀器將它們分離開來，再通過胚胎工程技術(shù) 就可培育出所需性別的試管牛 ( 如下圖所示 ) 。 胚胎工程及應(yīng)用 根據(jù)以上信息回答下列相關(guān)問題： (1) 試管動物技術(shù)通常是指通過人工操作使卵子和精子在 體 外 條 件 下 ____ ____________ ， 并 通 過 培 養(yǎng) 發(fā) 育 為 __
10、__________ 后，再經(jīng) ____________ 產(chǎn)生后代的技術(shù)。 (2) 圖中過程 通常采用 ______ __ __ 技術(shù)。在這個過程中 ________ 的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生 ________ 反應(yīng)釋放出 有關(guān)的酶直接溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)。 成熟和受精 早期胚胎 胚胎移植 體外受精 獲能 頂體 (3) 胚胎移植時，受體應(yīng)處于適合的生理狀況，此時可利 用激素對受體進行 ____________ 處理；此外，受體對移入子宮 的外來胚胎基本上不發(fā)生 ____________ 反應(yīng)，這為胚胎在受體 內(nèi)的存活提供了可能。 (4) 為了確保得到所需性別的試管牛
11、，往往需要對移植前 的胚胎進行性別鑒定，請舉出兩種對早期胚胎進行性別鑒定的 方法 ( 只需寫出名稱或簡要原理 ) ___________ ______ ________ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ _____ 同期發(fā)情 免疫排斥 DNA 分子雜交技術(shù) ( 利用基因 探針鑒定 )、分析胚胎細胞的染色體組型 (5) 人們利用試管動物技術(shù)成功培育了轉(zhuǎn)基因動物，在基 因 工 程 操 作 的 基 本 程 序 中 ， 基 因 工 程 的 核 心 是 __________________________ ，科學(xué)
12、家利用基因工程技術(shù)，使 轉(zhuǎn)基因動物本身變成 “ 批量生產(chǎn)藥物的工廠 ” 。如建立的生產(chǎn) 生 長 激 素 的 乳 房 生 物 反 應(yīng) 器 ， 即 ： 科 學(xué) 家 將 _______________ _______ _______ _______ _________ 重組在一 起，通過 __ ______ 等方法，導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，然后將 受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物 進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物。 基因表達載體的構(gòu)建 生長激素基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件 顯微注射 解析 (1) 試管動物技術(shù)通常是指通過人工操作使卵子和 精子在
13、體外條件下成熟和受精，培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎，再進行 胚胎移植技術(shù)。 (2) 精子獲能后與卵子受精。 (3) 胚胎移植時要 對供、受體進行同期發(fā)情處理，使供、受體的子宮所處的生理 環(huán)境一致。 (4) 對移植前的胚胎進行性別鑒定，可用 DNA 分子 雜交技術(shù) ( 利用基因探針鑒定 ) 或分析胚胎細胞的染色體組型。 (5) 基因工程的核心是基因表達載體的構(gòu)建。乳房生物反應(yīng)器 是將目的基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件組合在一 起，構(gòu)建基因表達載體。 1 體內(nèi)受精與胚胎發(fā)育 (1) 受精過程： 第一步：精子穿越 放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的 酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞之間的物質(zhì)
14、；透明帶反 應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是防止多精入 卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子 ( 受精卵 ) 。 (2) 胚胎發(fā)育過程： 2 體外受精與胚胎的早期培養(yǎng) (1) 體外受精的原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境 ( 包括營養(yǎng)、溫度、 pH 等 ) ，使初級卵母細胞成熟、精子獲能，最終完成受精和胚 胎保存。 (2) 體外受精主要操作步驟： 卵母細胞的采集： 方法一：對實驗動物一般采用促性腺激素處理，排卵后直 接從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。
15、 方法二：對大型動物一般采用從活體的卵巢中吸取卵母細 胞，經(jīng)體外人工培養(yǎng)成熟后與獲能的精子在體外受精。 精子的采集和獲能： 采集方法：假陰道法、手握法和電刺激法等。 獲能方法：培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。 受精：獲能精子和成熟卵子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫?液中共同培養(yǎng)一段時間后便可受精。 (3) 胚胎的早期培養(yǎng)： (1) 培養(yǎng)目的：檢測受精狀況和受精卵的發(fā)育能力 。 (2) 培養(yǎng)液的成分：水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、 氨基酸、核苷酸以及動物血清等。 (3) 胚胎去向：冷凍保存、移植到受體動物子宮內(nèi)。 3 胚胎移植及胚胎分割移植 (1) 胚胎移植的概念： 是指將雌性
16、動物的早期胚胎，或者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)相同的其他雌性動物 的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。 (2) 胚胎移植的實質(zhì)： 胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間 位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種 性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。 (3) 胚胎移植成功的保 障 ( 生理學(xué)基礎(chǔ) ) ： 第一，供、受體生殖器官的生理變化是相同的。 第二，哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(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)，這就為胚胎 的收集提供了可能。 第三，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥 反應(yīng)，這為
17、胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。 第四，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián) 系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任 何影響。 (4) 胚胎分割： 材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 囊胚期分割要求：內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割后胚 胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 意義：加快繁殖速度，是動物無性繁殖或克隆的方法之一。 4 胚胎工程的兩個操作流程 (1) 試管動物生產(chǎn)流程： (2) 胚胎移植的操作 流程及注意事項： 以牛胚胎移植為例： 選擇的對象包括良種公牛、母牛和普通母牛，處理是指 對良種母牛和普通母牛做同期發(fā)情處理，以使其生殖器
18、官的生 理變化相同；同時要對良種母牛做超數(shù)排卵處理，以促進其多 產(chǎn)生卵子。 沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內(nèi)沖洗出來，而不 是沖出卵子。 良種牛后代的遺傳特性是由供體公牛和母牛決定的，受 體母牛只是提供了胚胎發(fā)育的場所，不影響后代的遺傳特性。 胚胎移植過程中有兩次使用促性腺激素，第一次是對 供、受體進行同期發(fā)情處理；第二 次用于供體的超數(shù)排卵。 跟蹤訓(xùn)練 1 下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中， 錯誤 的是 ( ) A 供體母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植 B 受體母畜必須處于與供體母畜同期發(fā)情的狀態(tài) C 超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素 D 受體母畜需要遺傳性狀優(yōu)良的品種，供
19、體母畜可用遺 傳性狀一般的品種 【答案】 D 【 解析 】 選擇供體母畜時一般選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu) 良的個體；受體母畜應(yīng)選擇具有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的 個體。對供體和受體母畜需進行同期發(fā)情處理，一般還需用促 性腺激素對供體母畜做超數(shù)排卵處理。 跟蹤訓(xùn)練 2 胚胎分割要將內(nèi)細胞團均等分割的原因是 ( ) A 以免影響胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育 B 保證遺傳物質(zhì)的平均分配 C 確保胚胎發(fā)育后期營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng) D 防止分割而來的兩個體性狀差異大 【答案】 A 【 解析 】 在胚胎分割中要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則 會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 現(xiàn)有一個嬰兒，在
20、出生后醫(yī)院為他保留了臍帶 血，在他以后的生長發(fā)育過程中如果患了某種難以治療的疾 病，就可以利用血液中的干細胞來為其治病，關(guān)于這個實例的 說法正確的是 ( ) A 用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要 激發(fā)細胞的所有全能性 B 用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子所有的疾病 C 如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細 胞培養(yǎng)技術(shù) D 如果要移植用他的干細胞培育出的器官，應(yīng)該長期給 他使用免疫抑制藥物 胚胎干細胞 解析 用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不 需要激發(fā)細胞的所有全能性。用臍帶血中的干細胞能培育出人 體的器官，用來移植，但不能醫(yī)治所有的疾 病，如
21、流行性疾病。 如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技 術(shù)；如果要移植用他的干細胞培育出的器官，由于是自身的細 胞培育成的，沒有免疫排斥反應(yīng)，所以不用長期給他使用免疫 抑制藥物。 答案 C 1 干細胞分類 干細胞分為三類：全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。 胚胎干細胞為全能干細胞。 2 胚胎干細胞 (ES 細胞 ) 的應(yīng)用 ES 細胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一， 在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價值。 (1) ES 細胞可用于治療人類的某些頑癥； 利用 ES 細胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細胞的特性，移 植 ES 細胞可以使
22、壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。 (2) 培育成組織器官，用于器官移植。 (3) 對 ES 細胞的培養(yǎng)和誘導(dǎo)，為揭示細胞分化和細胞凋亡的 機理提供了有效手段。 (4) ES 細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。 跟蹤訓(xùn)練 3 下圖為 “ 哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示 意圖 ” 。請回答下面的問題： (1) 胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至 ________ 期的內(nèi)細胞 團或胎兒的 ___ ___ _____ 中分離得到的一類細胞。 (2) 圖中分化程度最低的干細胞是 __ ____ ______ 。在體外 培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入 _______ ___ _
23、 因子，可誘導(dǎo)該種干 細胞向不同類型的組織細胞分化。 (3) 在機體內(nèi)，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中 基因 ____________________ 的結(jié)果。 (4) 某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達 到治療的目的，骨髓移植的實質(zhì)是將上圖的 ____________ 細胞 移植到患者體內(nèi)。 囊胚 原始性腺 胚胎干細胞 分化誘導(dǎo) 選擇性表達 造血干 (5) 若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、 白細胞、神經(jīng)細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的 ________ ，其原因是 _________________________ 。 (6) 若某藥
24、物可抑制肝腫瘤細胞 DNA 分子的復(fù)制，使用該 藥物可使肝腫瘤細胞停留在細胞周期的 ______ 期。 (7) 在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段，用 ________ 細胞與骨髓瘤細胞融合，經(jīng)多次篩選最終得到能分泌 ________________ 的雜交瘤細胞。 紅細胞 成熟紅細胞中無細胞核 間 B 淋巴 特異性抗體 【 解析 】 (1) 胚胎干細胞是從早期胚胎或原始性腺中 分離 出來的一類細胞，囊胚階段細胞開始分化為內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層 細胞。 (2) 圖中分化程度最低的干細胞是胚胎干細胞，全能性 最高，在體外培養(yǎng)條件下，該種干細胞可誘導(dǎo)分化形成不同類 型的組織細胞，培養(yǎng)
25、液中需加入分化誘導(dǎo)因子。 (3) 細胞分化 是細胞中基因選擇性表達的結(jié)果。 (4) 骨髓是人體的造血組織， 存在造血干細胞，骨髓移植的實質(zhì)是將上圖的造血干細胞移植 到患者體內(nèi)。 (5) 克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核，而 成熟的紅細胞沒有細胞核，所以不能作為供體。 (6) 細胞周期 包括分裂間期和分裂期，分裂間期完成 DNA 分子的復(fù)制和有 關(guān)蛋白質(zhì)的 合成。 (7) 單克隆抗體制備過程中的細胞融合階段， 用 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合、篩選，最終得到能分泌特 異性抗體的雜交瘤細胞。 跟蹤訓(xùn)練 4 下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖 尿病 ( 基因缺陷導(dǎo)致胰島 B 細胞不能正常合
26、成胰島素 ) 的過程 設(shè)計圖解，請據(jù)圖回答： (1) 圖中 、 所示的結(jié)構(gòu)分別是 __________ 、 ______________________ ， 過程常用的方法是 ____ _ _ _____ 。 (2) 圖中 、 所 示 的 生 物 工 程 技 術(shù) 分 別 是 ________________ 、 ________________ ，利用 ______ 技術(shù)快速 擴增健康胰島 B 細胞基因的過程中，目的基因受熱形成單鏈 并與引物結(jié)合，在酶的作用下延伸形成 DNA ，該酶的特點是 __________ 。該技術(shù)的原理是 ______________ 。 (3)
27、過程 通常用 做受體細胞的原因是 _____________ _ ____________________________________________________ (4) 圖示治病的方法叫做 ________________ ，與一般的異 體移植相比最大的優(yōu)點是 __________________ 。 細胞核 內(nèi)細胞團 ( 或胚胎干細胞 ) 顯微注射技術(shù) 核移植技術(shù) 早期胚胎培養(yǎng)技術(shù) P C R 耐高溫 DNA 雙鏈復(fù)制 這些細胞還未分化， 具有全能性，可以定向誘導(dǎo)分化成各類細胞、組織、器官 體外基因治療 沒有排斥反應(yīng) 【 解析 】 (1) 圖中展示的是
28、利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺 傳性糖尿病 ( 基 因缺陷導(dǎo)致胰島 B 細胞不能正常合成胰島素 ) 的過程設(shè)計圖解，由圖可知，圖中 、 所示的結(jié)構(gòu)分別是細 胞核和內(nèi)細胞團， 過程是指導(dǎo)入目的基因，常用的方法是顯 微注射技術(shù)。 (2) 圖中 、 所示的生物工程技術(shù)分別是核移 植技術(shù)和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)，利用 PCR 技術(shù)快速擴增健康胰 島 B 細胞基因的過程中，目的基因受熱形成單鏈并與引物結(jié) 合，在酶的作用下延伸形成 DNA ，該酶的特點是耐高溫，該 技術(shù)的原理是 DNA 雙鏈復(fù)制。 (3) 過程 通常用 作受體細胞 的原因是這些細胞還未分化，具有全能性，可以定向誘導(dǎo)分化 成各類細胞、組織、器官。 (4) 圖示治 療的方法叫做體外基因 治療，與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是沒有排斥反應(yīng)。
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