胚胎工程范文

时间:2023-03-07 06:03:02

胚胎工程

胚胎工程范文第1篇

一、考点精析

(一)体内受精和早期胚胎发育

1.、卵子的发生与受精作用

(1)卵子的发生

特别提醒:①减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成,初级卵母细胞分裂产生一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体;减数第二次分裂是在和卵子结合的过程中完成的,次级卵母细胞分裂产生一个大的卵子和一个小的第二极体.②人类及大多数哺乳动物减数第一次分裂产生的第一极体大多数时候不会继续进行减数第二次分裂产生两个第二极体.有时会进一步分裂产生两个第二极体,但是第一极体与次级卵母细胞的分裂不可能完全同步.所以判断是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精.③卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子.排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出.

(2)的发生

特别提醒:①精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞,初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞.②在精细胞的变形过程中,细胞发生较大的变化:细胞核成为头的主要部分;高尔基体发育为头部的顶体;中心体演变为的尾;线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘;细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落.

(3)受精作用

2.早期胚胎发育

特别提醒:①卵裂期的细胞只进行有丝分裂,细胞数目不断增多,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小.②桑椹胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能,属于全能性细胞.③囊胚期出现囊胚腔,细胞开始分化,但其全能性仍很高,可用于胚胎分割.个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,个体较小的细胞,称为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘.④原肠胚期出现有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔.

(二)体外受精和早期胚胎培养

1.体外受精

特别提醒:①就卵母细胞的采集和培养而言,对体型小的动物用促性腺激素处理,从输卵管冲取卵子(可直接受精);对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞(要在体外培养成熟).②获能的和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程.③超数排卵是指给供体母畜注射促性腺激素,使其,一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的成熟卵子,经合理的人工授精方法,可以获得数量较多的可移植胚胎.

2.早期胚胎培养

与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力.培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质.当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存.不同动物胚胎移植的时间不同,牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植.

(三)胚胎工程的应用及前景

1.胚胎移植

(1)生理学基础

①动物排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,这就为供体的胚胎移人受体提供了相同的生理环境. ②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能. ③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能. ④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)基本程序

供、受体的选择和处理同期处理配种或人工授精(体内受精)对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植妊娠检查

胚胎工程范文第2篇

关键词:胚胎工程 同情 机理 处理方法

苏教版高中生物选修3―《现代生物技术专题》第54页图3―9牛胚胎移植过程示意图中提到“采用药物促使普通母牛和良种母牛同期,将胚胎移植到普通母牛子宫内”。该步骤中提到的同期是什么意思?药物指的是什么激素?同情机理是什么呢?

同期又称同步,就是利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜周期的进程,使之在预定时间内集中。我们先来看看母畜的机理。

一、母畜的机理

周期是灵长类动物所特有的现象,表现为雌性生殖能力出现周期性变化,绝大多数雌性哺乳类动物在接近排卵期时,存在一个明显的对性刺激敏感的时期或出现增强的时期,称为期。在以外的其他时间,雌性动物常常拒绝雄性动物的求爱,可以细分为后期,间情期和前期。周期反映了卵巢的周期性(卵泡期和黄体期)变化。(如图1所示)卵巢的周期性变化是在母畜神经和激素的共同调节下进行的,下丘脑分泌的促卵泡刺激素释放素(FRH)沿垂体门脉循环至垂体前叶,调节促卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)的合成和分泌,腺垂体分泌的促卵泡刺激素(FSH)主要促进卵巢内卵泡的生成、发育、成熟,并分泌雌激素;黄体生成素(LH)主要促进排卵和黄体的形成。成熟的卵泡在促卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)共同作用下,能分泌大量的雌激素和孕激素。在排卵前血浆中大量的雌激素却对促卵泡刺激素释放素和促卵泡刺激素、黄体生成素的分泌起正反馈调节作用(如图2),以黄体生成素分泌增加最为显著,黄体生成素在排卵前达到高峰,由于黄体生成素的作用,引起卵泡的破裂而排卵。与此同时不断升高的雌性激素作用大脑皮层,在排卵的同时引起母畜的,即进入动物周期的期。排卵后,血浆中的雌激素水平急骤下降,残留卵泡在黄体生成素的刺激下,变成黄体,标志着从卵泡期进入黄体期,同时分泌大量的雌激素和孕激素。在黄体期,雌激素和孕激素浓度较高时,一方面可抑制下丘脑促卵泡刺激素释放素的分泌,另一方面又降低腺垂体对这种激素的敏感性,使促卵泡刺激素和黄体生成素分泌减少,实现负反馈。由于促卵泡刺激素和黄体生成素的水平急骤下降,因而没有新的卵泡发育。如果排出的卵没有受精,黄体就会在子宫产生的前列腺素的作用下开始渐渐退化,黄体退化后,雌激素和黄体酮在血浆中的含量急骤下降,对下丘脑和垂体的反馈抑制作用解除,促卵泡刺激素和黄体生成素稳定上升,一群新的卵泡开始生长发育,雌性激素升高,卵泡发育成熟,动物排卵。正常的周期伴随着卵巢的周期性变化周而重始地进行着。

二、同期的原理

从以上母畜机理可以看出,卵巢的机能和形态变化方面可分为卵泡期和黄体期两个阶段。卵巢周期是在周期性黄体退化继而血液中黄体酮水平显著下降后,卵巢中卵泡迅速生长发育,最后成熟并导致排卵的时期,卵泡期之后,卵泡破裂并发育成黄体,随即进入黄体期。黄体期内,在黄体分泌的孕激素的作用下,卵泡发育成熟受到抑制,母畜不表现,在未受精的情况下,一段时间后,即行退化,随后进入另一个卵泡期,由此看来,黄体期的结束是卵泡期到来的前提条件,相对高的孕激素水平可以抑制,一旦孕激素水平降到低限,卵泡即开始迅速生长发育,并表现为。因此,同期的中心问题是控制黄体期的寿命,并同时终止黄体期。如能使一群母畜的黄体期同时结束,就能引起它们同期。任何一群母畜,每个个体都随机地处于周期的不同阶段,如卵泡期或黄体期的早、中、晚各期。同期技术就是以卵巢和垂体分泌的某些激素在母畜周期中的作用作为理论依据,应用合成的激素制剂和类似物,有意识地干预某些母畜的过程,暂时打乱它们的自然周期的规律,继而将周期的进程调整到统一的步调之内,人为地造成同期化。这种人为的干预,就是使被处理的家畜的卵巢按照预定的要求变化,使它们的机能处于一个共同的基础上。

三、同期的处理方法

同期技术主要通过两种途径:一种是向待处理母牛群同时施用孕激素,抑制卵泡的发育和,经过一定时期同时停药,随之引起同期。

另一种是利用前列腺素或其类似物,使黄体溶解,中断黄体期,降低了孕激素水平,从而提前进入卵泡期,使提前到来。这两种方法所用的激素性质不同,但都是使孕激素水平迅速下降,达到同期化的目的。

两种方法使用的激素不同,但是都是调节黄体的功能,使黄体期延长或缩短,最后达到使卵泡同期发育,同期排卵,同期的目的。在进行同期处理时也可配合使用促性腺激素,使卵泡更好地成熟和排卵,以便使母畜有较高的准确性和同期性。

值得注意的是不能用雌激素来同期,虽然从母畜的机理中可以得出在黄体期雌激素和孕激素一样可以抑制卵泡的发育,但是雌激素在血浆中的浓度过高时会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,尤其是促性腺激素含量减少会引起卵巢的萎缩。

从以上内容我们可以清楚地看到,同情发期时所用的激素主要是孕激素和前列腺素,促性腺激素是次要的辅激素。

参考文献:

[1]王玢主编.人体及动物生理学.北京:高等教育出版社,1986.3(1996重印).

[2]程凤翔主编.人体解剖生理学.东北师范大学出版社,1996.8.

胚胎工程范文第3篇

一、 热点题型分析

热点题型1 对比体内、外受精及其早期胚胎发育过程,解答胚胎工程原理题

例1 下列有关哺乳动物和卵细胞的发生以及受精作用的叙述中,正确的是( )

A. 采集到的和卵细胞相遇即可发生受精作用

B. 排卵就是排出成熟卵细胞的过程

C. 卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成

D. 受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体

解析 本题考查、卵细胞的形成及体外受精的知识。熟记、卵子及受精过程是正确解答该题的关键。采集到的必须经获能处理后才能受精,采集的卵细胞若是通过冲卵取出的,则不需要培养直接就可与获能的受精,若从卵巢取出的卵细胞则需要培养成熟后才可以与获能的受精;排卵排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞,而不是成熟的卵细胞;哺乳动物卵细胞形成的场所,未排卵之前是在卵巢进行的,排卵之后减数分裂的继续完成则是在输卵管中。

答案 D

例2 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是( )

A. ①② B. ①③

C. ②④ D. ③④

解析 本题考查的是动物早期胚胎发育过程中物质及细胞结构变化情况。熟悉胚胎的早期发育过程是正确解答该题的关键。受精卵发育成囊胚的过程中,需要通过细胞的有丝分裂,使细胞数目增多。该过程中每个细胞DNA含量不变;所有细胞中总DNA量为2N・2N,呈指数函数形式增长;囊胚的总体积不变,但由于细胞数目增多,故每个细胞的体积减小。细胞有丝分裂过程需要消耗能量,能量由细胞呼吸过程中有机物氧化分解产生,故有机物总量在减少。

答案 A

例3 请回答下列与哺乳动物和卵子发生有关的问题:

(1) 精细胞经变形后,高尔基体发育形成的顶体,顶体内含有的_______能协助穿过卵母细胞的放射冠和透明带。

(2) 某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于_________卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂______期时,才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体,则表明_________过程已完成。

(3) 动物的早期胚胎移植到同种且____

________与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用______________激素对供体进行处理,其目的是获得更多的___

___________,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜_______________。

(4) 若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行______________处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于______________条件下。

解析 本题考查受精作用过程。熟记具体受精过程是正确解答该题的关键。(1) 顶体内含有的顶体酶能协助穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2) 动物排卵时处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞,减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力,受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。(3) 胚胎移植时受体的生理状态要和供体一致,才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎,常用促性腺激素对供体进行处理,其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性,活胚胎细胞不能被染色,原因是细胞膜对染料的吸收具有选择性。死细胞会被染色,因为细胞膜失去选择透过性。(4) 若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体的常用方法是胚胎分割,要注意胚胎一定要分割均匀。生物学中常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。

答案 (1) 顶体酶

(2) 初级 中 受精

(3) 生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性

(4) 胚胎分割 冷冻(或液氮)

题型攻略

【知识储备】和卵子的发生过程的几个重点问题分析:

(1) 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在出生前(即胎儿时期)完成的,这是和卵子在发生上的重要区别,但不是唯一的区别,如发生场所、过程及结果也不相同。

(2) 的发生中两次减数分裂是连续的,是在的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的,减数第一次分裂在卵巢内完成,产生一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,在与的结合过程中完成减数第二次分裂,产生一个成熟的卵子和第二极体。当原核融合时,第一极体完成分裂,形成2个第二极体。有的哺乳动物的第一极体不再分裂。

(3) 不同种动物的形态相似,大小略有不同,但与动物的体型大小无关。

(4) 哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系。

卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子,其中卵子的外面有辅助结构――透明带,由卵丘细胞(卵泡细胞)形成放射冠,而卵子外面的胞膜即卵黄膜。排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出。

【易错指导】

(1) 对卵裂阶段,细胞的物质含量和体积大小的变化模糊不清:

① 误认为卵裂阶段的细胞分裂方式包括减数分裂,实际上在该过程中只进行有丝分裂。

② 误认为卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量要增多,细胞体积要增大。受卵膜制约,从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小,所以每个细胞体积减少;伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中DNA含量保持相对稳定;该过程中有机物总量减少,因为一直通过呼吸消耗,但不能从外界吸收。

(2) 不能对胚胎发育与胚胎工程中的有关概念进行正确的区分

① 对、卵子的发生、发育和结合场所不熟;发生场所――曲细精管;卵子的发生场所――卵巢和输卵管;受精场所――输卵管;发育场所――输卵管和子宫;发生时间及特点――初情期后,两次分裂连续进行;卵子发生时间及特点――胚胎性别分化以后,两次分裂不连续。

② 不能正确区分受精的标志和受精完成的标志。看到两个极体是受精的标志,雌雄原核膜融合是受精完成的标志。

③ 对囊胚和桑椹胚在胚胎发育过程中所处的阶段、特点和在胚胎工程中的应用没有完全掌握;胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚,可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。

④ 忽略“透明带反应”和“卵黄膜的封闭作用”在受精过程中的生物学意义;两者构成了防止多精入卵的两道屏障。

⑤ 体外受精易忽视“获能”和“卵子成热”问题。

热点题型2 关注胚胎工程的应用趋势,解答胚胎工程应用题

例4 胚胎干细胞研究在医学上有重大应用价值。通过移植胚胎干细胞期望可以治疗的疾病是( )

①糖尿病 ②血友病 ③唐氏综合征(21三体综合征) ④老年痴呆症 ⑤白化病

⑥肝衰竭 ⑦镰刀型细胞贫血症

A. ①②⑤⑦ B. ②③④⑥

C. ①②④⑥⑦ D. ②③④⑤

解析 本题考查胚胎干细胞的应用。理解胚胎干细胞的特点、弄清题目所给疾病的病因是正确解答该题的关键。糖尿病、老年痴呆症和肝衰竭分别是胰岛B细胞、神经细胞和肝细胞受损或衰老引起的疾病,有望通过移植胚胎干细胞的方法加以治疗。血友病和镰刀型细胞贫血症虽然是由于遗传物质改变引起的疾病,其致病基因只在血细胞中表达,只影响血液的功能,有望通过移植造血干细胞的方法加以治疗。唐氏综合征(21三体综合征)和白化病也是遗传物质改变引起的疾病,但影响范围大,不能用移植胚胎干细胞方法进行治疗。

答案 C

例5 自然情况下,牛的生育率很低,通过现代科技手段,可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示,回答下列问题:

(1) 使一头良种雄性黄牛,在一年内繁殖数百头后代,最简便的方法是__________。

(2) 现有一头良种雌性黄牛,采用胚胎移植的方法,可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行__

________处理;还要用激素使供体母牛_____

_____。胚胎收集的过程也叫做__________。用于移植的胚胎应发育到__________或____

______阶段。

(3) 采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和_______。体外受精主要包括__________、__________和__________等几个主要步骤。

解析 本题要求运用胚胎工程的技术手段,快速繁殖良种牛。熟记胚胎工程的技术手段是正确解答该题的关键。(1) 通过人工授精的方法,可以在短时间内大量繁殖优良品种。(2) 胚胎移植进行前,首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期处理,同时还要用激素处理供体母牛使其超数排卵;人工收集发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。(3) 试管动物技术包括体外受精和胚胎早期培养,体外受精又包括的采集和获能、卵母细胞的采集和受精三个阶段。

答案 (1) 人工授精

(2) 同期 超数排卵 冲卵 桑椹胚 囊胚

(3) 早期胚胎的培养 卵母细胞的采集

的采集和获能(的获取) 受精

例6 克隆羊的成功不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础,又解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展图和应用。请据图回答问题。

(1) 图中所涉及的现代生物技术有____

____________________等。(至少写三个)

(2) (多选)下列有关胚胎移植的叙述中,正确的有( )

A. 冲卵指的是从子宫中冲出胚胎,而非冲出卵子

B. 只有供、受体生理环境高度一致,移入受体的胚胎才能被接受,并继续发育

C. 供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应

D. 不同动物其胚胎移植的时间不同,人的胚胎移植最好在四细胞阶段进行

(3) 图中两个婴儿长大后,外貌、性格和其他特征与原型男人基本相同,这说明_____

_______具有全能性。

(4) 使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入___________等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的__________和__________;早期胚胎发育在__________阶段以前的细胞是全能细胞。

(5) 图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,必须用_________处理内细胞团,使之分散成单个细胞。干细胞形成组织、器官必须要进行__________和__________。

(6) 在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官?__________为什么?____________

_________________。

解析 本题考查胚胎工程的应用及胚胎干细胞的培养与应用,熟记核移植、胚胎移植、胚胎分割等相关过程和胚胎干细胞等相关概念是正确解答该题的关键。

(1) 获得重组细胞,主要采用核移植技术。重组细胞到早期胚胎,涉及到细胞培养。胚胎进入代孕母体,则采用胚胎移植。早期胚胎分为胚胎1和2,通过胚胎分割。

(2) 大量研究表明,受体对移植入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排排斥,这是能够进行胚胎移植的生理基础之一。

(3) 2个婴儿的遗传物质主要来自供核的亲本,将来与供核的亲本外貌很相似。

(4) 由于人们对细胞所需营养物质还没有全搞清楚,因此在在使用合成培养基时,通常加入血清、血浆等天然成分。桑椹胚细胞还没有出现分化,因此认为是全能性细胞。

(5) 胰蛋白酶能使细胞分散开来。

(6) 通过胚胎干细胞体外诱导分化,还可以培育出人造组织器官。但胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态。

答案 (1) 核移植、胚胎移植、细胞培养

(2) ABD

(3) 动物体细胞核

(4) 血清 温度 pH 桑椹胚

(5) 胰蛋白酶 细胞分裂 细胞分化

(6) 不能 胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖而不发生分化

题型攻略

【知识储备】 试题出现的与“胚胎工程”高频知识点总结:

(1) 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。

(2) 移植胚胎来源及生殖方式:核移植后进行早期胚胎培养(无性生殖);体外受精后进行早期胚胎培养(有性生殖);体内受精冲卵胚胎移植(有性生殖)。

(3) 促性腺激素两次处理:①同期处理;②超数排卵。

(4) 两次检查:①收集胚胎检查;②移植后是否妊娠检查。

(5) 对囊胚进行分割时,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。

【易错指导】

(1) 误认为胚胎移植过程中的冲卵冲出的是卵子;应该是早期胚胎,而不是冲出卵子。体外受精过程中的冲卵冲出的是卵子。

(2) 误认为高等哺乳动物的卵子就是成熟的、已经完成减数分裂的卵细胞;实际上能和结合的卵子的主要部分是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,在与的结合过程中完成减数第二次分裂。

(3) 因为胚胎干细胞的分裂能力强、分化程度低,误认为胚胎干细胞的体积也较大;实际上胚胎干细胞的特征是体积小、核大、核仁明显。

巩固训练

1. 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述中,正确的是( )

A. 胚胎干细胞具有发育全能性,它可发育成新个体

B. 滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期

C. 诱导胚胎干细胞分化的培养基中不需要加入饲养层细胞

D. 胚胎工程的操作对象是受精卵,而不是生殖细胞

2. “试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育成早期胚胎,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。“试管婴儿”所涉及的技术和原理不包括( )

A. 克隆技术 B. 细胞膜融合

C. 细胞培养 D. 胚胎移植

3. 在试管牛的生产过程中,不是必需的操作是( )

A. 卵母细胞的采集和培养

B. 受精卵中导入抗病毒基因

C. 的采集和获能

D. 胚胎的早期培养和移植

4. 科学家已成功地利用人体表皮细胞制造出了具备胚胎干细胞功能的细胞(即类胚胎干细胞),下列有关叙述中,错误的是

( )

A. 表皮细胞是高度分化的细胞

B. 类胚胎干细胞能够分化成多种细胞

C. 表皮细胞和类胚胎干细胞具有相同的基因组

D. 表皮细胞在形成过程中丢失了某些基因

5. 哺乳动物的下列四种生理活动发生的顺序是( )

①透明带反应 ②透明带破裂

③顶体反应 ④卵黄膜封闭

A. ①②③④ B. ③①④②

C. ④③②① D. ①③②④

6. 高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程,下列有关叙述错误的是( )

A. 右图是胚胎发育过程中囊胚期示意图,①、②、③依次称之为透明带、滋养层、内细胞团

B. 高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵卵裂期桑椹胚囊胚期原肠胚期幼体,其中最关键的时期是原肠胚期

C. 高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束

D. 进行胚胎分割时,应选择原肠胚期的胚胎进行

7. 科学家已成功地利用人体表皮细胞制造出了具备胚胎干细胞功能的细胞(即类胚胎干细胞),下列有关叙述中,错误的是

( )

A. 类胚胎干细胞与人体表皮细胞相比,功能有差异,形态、结构也有差异

B. 类胚胎干细胞和表皮细胞中的DNA、mRNA和蛋白质都完全相同

C. 表皮细胞在形成过程中基本上没有丢失基因

D. 人体表皮细胞的质核比(细胞质/细胞核的比值)比类胚胎干细胞的大

8. 为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法:

请根据图示信息回答:

(1) 试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有________、________等。

(2) 用来促进B牛多排卵的激素可能是________分泌的促性腺激素。对D牛要进行________处理。此外受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能;判断卵子是否受精的标志是________。在受精的过程中,首先发生________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有________。E牛的性别是________。为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)____________。

(3) 产生F牛的理论依据是________,其生殖方式属于________。请再举一例克隆牛的培育技术________。

(4) 要培育高产奶率的转基因牛,如建立的生产生长素的生物反应器,即:科学家将________重组在一起,通过_________等方法,导入牛的__________中,转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的________等细胞器。

9. 请回答下列有关细胞工程和胚胎工程的问题:一对健康夫妇生下一男婴,1岁时脑出血死亡,2年后女方怀孕6个月时,经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病,遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属一院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎1~2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康女婴,她是我国第三代试管婴儿。请回答:

(1) 试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处是____

________,不同点在于____________。

(2) 医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察____________判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用______性胚胎进行移植,应用现代生物技术,现在人们已能够选取最理想的胚胎,其基因型应该是_______

_____。自然状态下,出现这样的胚胎的概率是____________。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。

(3) 供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这两个问题。下图是治疗性克隆的过程图解:

Ⅰ. 请在上图中横线上填上适当的术语:①____________;②____________。

Ⅱ. 上图中的③④表示的生理过程是__

__________。

10. 胚胎移植的基本程序如下图,据图回答下列问题:

(1) 对供体母牛、受体母牛进行的①处理是_________。处理的方法是_________。

(2) 在哺乳动物的受精过程中,有哪些机制可以防止多个入卵受精__________

_________________________________。

(3) 在输卵管内,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在___________________过程中完成的。判断卵子是否受精的重要标志是____________________________。

(4) 冲卵之后要进行质量检查,这时的胚胎应发育到____________阶段。

(5) 哺乳动物排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供、受体_____

_____________是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。供体胚胎移入受体后可与受体子宫建立___________,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中_____________________。

(6) ②处理是_____________。

(7) 在胚胎工程中通过任何一项技术,如________________________等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。

参考答案

1. C 2. A 3. B 4. D

5. B 6. D 7. B

8. (1) 动物细胞培养 胚胎移植

(2) 垂体 同期 免疫排斥 在透明带和卵黄膜间有两极体 顶体 透明带反应和卵黄膜封闭作用 雌性或雄性 DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定),分析胚胎细胞的染色体组型

(3) 动物细胞核的全能性 无性生殖

胚胎分割

(4) 生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件 显微注射法 受精卵 内质网、高尔基体、线粒体

9. (1) 双亲生殖细胞都融合为合子 试管婴儿是体外受精,胚胎移植的产物 (2) 性染色体形态 女 XBXB 1/4 (3) Ⅰ. ①细胞核 ②内细胞团细胞 Ⅱ. 细胞分化

10. (1) 同期 用促性腺激素处理

(2) 透明带反应、卵黄膜封闭作用

(3) 和卵细胞结合 在卵黄膜和透明带的间隙里可以观察到两个极体

(4) 桑椹胚或囊胚

(5) 生殖器官的生理变化 正常的生理和组织联系 不受任何影响

(6) 对受体母牛进行是否妊娠的检查

胚胎工程范文第4篇

1 教学片段再现

师:刚才我们了解了试管婴儿的培育过程,其中主要运用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术,请问同学们,这些技术能应用到其他哺乳动物上吗?

生:能。

教师展示小资料:1994~2008年,上海从加拿大、美国、德国先后引进了一批堪称全球一流的荷斯坦北美品系与德国品系奶牛,包括公牛18头、母牛75头。其中,某奶牛养殖基地分配得到了1头公牛和1头母牛。

师:该养殖基地现有资源为荷斯坦奶牛公牛、母牛各一头,本地奶牛若干头,请利用现有资源,设计能够快速、大量繁殖良种奶牛的方案。

生:分组讨论,并画出流程图……

师:好,下面请X组的一个同学来黑板上展示你们组的讨论结果。

生:在黑板上画流程图(图1)。

师:试管婴儿技术与试管牛的培育过程有区别吗?

生:有,受孕体不同。试管婴儿技术是将早期胚胎植入原来那个母亲体内,但试管牛技术可以将早期胚胎植入本地母牛体内。

师:移植入一头本地母牛,还是许多本地母牛的子宫中?

生:许多本地母牛的子宫中,这样就可以一下子生出许多荷斯坦小牛来。

师:哦,本地母牛是代孕的。试管婴儿技术可能会引发什么社会问题?

生:代孕妈妈…………

2 案例解读

该活动设计放在试管婴儿之后,绝大多数的学生首先想到用与试管婴儿相同的技术来大量繁殖荷斯坦奶牛。如果一道选择题:

胚胎工程的相关技术在实际应用中,主要用于( )

A. 良种畜的快速繁殖

B. 培育试管婴儿

C. 濒危动物的保护

D. 基因工程

学生往往会选择B选项。学生画的流程图表明事实也是如此!可荷斯坦牛的繁殖除了受孕母体不同,其他过程真的和培育试管婴儿一样吗?据了解,从超数排卵取卵体外受精早期胚胎培养,整个过程的成功率很低,操作难度大,通过体外受精来获得早期胚胎的成本极高。高成本、低成功率就限制了该技术的普及度。而试管婴儿之所以采用体外受精是因为母亲无法完成体内受精过程,必须而为之。但荷斯坦母牛却不存在输卵管梗阻等问题,所以,在大量繁殖良种畜中根本不用体外受精技术,而是直接对供体母畜超数排卵处理并经良种公畜配种后,再从其生殖器官中取出早期胚胎,然后将它们分别移植到多头与供体同时排卵、但未经配种的受体母畜的相应部位(即受、孕分离,以便最大限度地发挥供体母畜的繁殖潜力)。如果教师在学生画完流程图后,通过追问引导学生思考这些实际问题,并将错误的流程加以改正,或许这样的教学更符合实际情况、更有意义。同时,学生也才能理解――目前胚胎工程的相关技术主要还是用于优良种家畜的工厂化生产来加速畜牧业的发展,而不是辅助人类生殖。

3 分析与思考

世上没有无缘无故的爱,也没有无缘无故的恨,现代生物技术也有其存在的理由与发展的必然性。如果现代生物技术的教学再囿于“技术本身”还合适吗?

3.1 现代生物技术的教学固然是为了让学生了解生物技术本身

《普通高中生物学课程标准(实验)》指出,本章的具体内容标准为:① 简述动物胚胎发育的基本过程;② 简述胚胎工程的理论基础;③ 举例说出胚胎干细胞的移植;④ 举例说出胚胎工程的应用。由此可知,现代生物技术的科学原理与具体技术固然很重要。但如果在课堂教学中,教师过于“炫技”,将现代生物技术“吹”得神乎其神就对学生特别不好,教会学生全面而理性的分析判断远比教会他们各种“理论上的技术”要重要得多。

3.2 为了让学生体会科技的力量

《普通高中生物课程标准(实验)》中表明“现代生物科技专题”模块的价值是以专题形式介绍了现代生物科学技术一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景,以开拓学生的视野,增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础。如此,现代生物技术的教学目的不在于让学生掌握多少专业知识,而重在让学生开拓视野,了解生物科学和技术的本质,正确理解科学、技术、社会之间的关系。如:胚胎发育的原理是“科学”;体外授精技术、胚胎体外培养技术及胚胎移植技术等是“技术”;“IVF即体外受精联合胚胎移植技术”解决了一些生育困难问题,可以让一些无法生孩子的家庭能拥有自己的孩子,增进了家庭的幸福感与稳定性,也促进了社会的和谐,这是“社会”。“科学―技术―社会”,即STS是相辅相成、层层递进的。通过这节课,能让学生真实有效地体验到科技如何改变着人们的生活,进而激发学生热爱科学的情感,为进一步学习奠定基础。

3.3 更为了让学生体悟科技是把“双刃剑”

在本节教学中,有些教师会习惯性地夸大“人类辅助生殖技术”的作用,好像“IVF是个筐,什么样的生殖困难都可以往里装”。事实上,各大医院做试管婴儿不仅费用高,而且平均成功率仅为30%~40%。 同时,在母体取卵的过程中需要不断地注射促排卵剂,这不仅严重破坏母体的子宫环境,还容易导致卵巢功能早衰,对女性生理的干扰较大。所以,对于女性而言,在生育前期更应当做好自身的防范与保护工作,尽可能选择自然生育或保守的治疗措施,即“防病”的意义远大于“治病”。另一方面,“试管婴儿技术”在解决生育困难的同时也引发了诸多社会问题,如多胎妊娠、性别选择、非法代孕等问题。了解了这些,学生才能更好地体悟到科技总是一把“双刃剑”――在解决一个问题的同时往往引发出更多的问题。

胚胎工程范文第5篇

命题趋势分析:2014年高考可能会考查胚胎发育的基本过程和应用,或者可能会以胚胎干细胞在医疗上的应用为背景材料,对胚胎工程基础知识进行重点考查。

一、构建网络:统领知识整体

二、夯基固本:提炼知识要点

要点1体内受精与胚胎发育

1.、卵子的发生

(1)的发生。

①场所:的曲细精管内。

②时期:从初情期开始,直到生殖机能衰退。

③过程。

特别提醒:①精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞,初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞。②在精细胞的变形过程中,细胞发生较大的变化:细胞核成为头的主要部分;高尔基体发育为头部的顶体;中心体演变为的尾;线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘;细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落。

(2)卵子的发生。

①场所:卵巢。

②时期:胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后。

③过程。

④两次分裂的时间:第一次是在雌性动物排卵前后完成的,第二次是在和卵子结合的过程中完成的。

特别提醒:①减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成,初级卵母细胞分裂产生一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体;减数第二次分裂是在和卵子结合的过程中完成的,次级卵母细胞分裂产生一个大的卵子和一个小的第二极体。②人类及大多数哺乳动物减数第一次分裂产生的第一极体大多数时候不会继续进行减数第二次分裂产生两个第二极体。有时会进一步分裂产生两个第二极体,但是第一极体与次级卵母细胞的分裂不可能完全同步。所以判断是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。③卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子。排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出。

3.受精作用

(1)场所:雌性动物的输卵管内。

(2)过程。

①受精前的准备阶段。

a.获能:正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。

b.卵子的准备:发育到减Ⅱ中期,才具备与受精的能力。

②受精阶段。

特别提醒:①受精完成的标志是雌雄原核融合为合子。②经受精作用形成的受精卵的遗传物质中,核遗传物质一半来自(父本),一半来自卵子(母本),质遗传物质几乎全部来自卵子母体。

4.早期胚胎发育

哺乳动物早期胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构:受精卵卵裂期桑椹胚(细胞数目为32个左右)囊胚(出现内细胞团和滋养层,后期囊胚孵化)原肠胚(内细胞团形成外胚层和内胚层,滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘)。图示如下:

特别提醒:①卵裂期的细胞只进行有丝分裂,细胞数目不断增多,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。②桑椹胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能,属于全能性细胞。③囊胚期出现囊胚腔,细胞开始分化,但其全能性仍很高,可用于胚胎分割。个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,个体较小的细胞,称为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘。④原肠胚期出现了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。

要点2体外受精和早期胚胎培养

1.体外受精

(1)、卵子的获取与培养。

获取方法获能方法卵子促性腺激素处理后冲卵在活体或屠宰体的卵巢内直接采集人工培养成熟假阴道法手握法电刺激法培养法和化学诱导法(在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中诱导获能)(2)受精:获能的和成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。

2.胚胎的早期培养

(1)培养液成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等物质。

(2)胚胎处理:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。

要点3胚胎移植和胚胎分割

1.胚胎移植的生理学基础

胚胎移入的

基础哺乳动物排卵后,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

对供、受体母牛进行选择、并用激素进行同期处理

用激素对供体母牛做超数排卵处理

超数排卵的母牛与优秀的公牛进行配种或人工授精

胚胎的收集(冲卵)

冲卵后,对胚胎进行质量检查并培养或保存,这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段

胚胎的移植

对受体母牛进行是否妊娠的检查

受体母牛产下胚胎移植的犊牛

3.胚胎分割移植

(1)理论基础:细胞的全能性。

(2)所需仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。

(3)基本程序:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或分割刀进行分割。

(4)定位:动物无性繁殖或克隆的方法之一。

(5)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。

(6)意义:加快繁殖速度。

要点4胚胎干细胞

(1)来源:是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。

(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:可增殖而不发生分化。

(3)应用①治疗人类某些顽症;

②培育人造组织器官;

③研究体外细胞分化的理想材料。

三、高考警示:易混知识例析

1.受精过程易错分析

(1)受精标志≠受精完成的标志。

①卵子是否受精的标志是第二极体的形成(即在透明带和卵细胞膜间隙观察到两个极体)。

②受精完成的标志是雌雄原核融合成含二倍染色体的合子。

(2)排卵与受精。

①排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是指卵泡从卵巢中排出。

②成熟的必须获能后才具备受精能力。动物排出的卵子只有达到减Ⅱ中期时,才具备与受精的能力。

例1.下列有关哺乳动物和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是()

A.采集到的和卵细胞相遇即可发生受精作用

B.排卵就是排出成熟卵细胞的过程

C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成

D.受精作用完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体

【解析】采集到的必须经获能处理后才能受精,采集的卵细胞需要培养成熟后才可与获能的受精;卵细胞形成时的分裂过程分两个阶段,未排卵之前是在卵巢进行的,排卵之后减数分裂则是在输卵管中继续完成的。

【答案】D

2.胚胎移植易错分析

(1)同种动物之间进行胚胎移植易成功。这里的“同种”是指“同物种”。

(2)作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种,供体则为优良品种。

(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,注意在囊胚阶段分割时,内细胞团要均等分割。

(4)试管婴儿技术为有性生殖,胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的,还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。

例2.关于胚胎分割移植,以下说法正确的是()

A.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体

B.胚胎分割次数越多,产生的新个体也越多

C.胚胎分割移植属于有性生殖

D.胚胎分割若在囊胚期,不仅内细胞团要均等分割,滋养层也要均等分割,否则不易成功

【解析】胚胎分割时,应选择发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚,若在囊胚期,则要注意对内细胞团均等分割,而且分割次数越多,成功比例越小。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的,所以核中的遗传物质相同,该技术可看作动物的无性繁殖。

【答案】A

3.胚胎干细胞的特点

(1)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,包括人类早期胚胎的囊胚的内细胞团,具有胚胎细胞的特性。

(2)胚胎干细胞能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能和无限增殖的能力,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞系。

(3)胚胎干细胞是细胞的源头,是唯一不死的全能或多能细胞,并能够无限分化,它能制造机体需要的全部细胞。

例3.下列有关干细胞的叙述,错误的是()

A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应

B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化

C.组织细胞的更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程

D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病

【解析】自体干细胞不属于异物,不会引起自身的免疫排斥反应,故A项正确。胚胎干细胞具有全能性,在体外培养可以增殖、分化,故B项错误。组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程,故C项正确。造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可以治疗白血病,故D项正确。

【答案】B

四、巩固训练

1.下列不属于、卵细胞发生区别的是()

A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间

B.MⅠ和MⅡ的时间连续性

C.成熟生殖细胞是否经过变形

D.成熟生殖细胞中染色体的数量

2.下图是牛囊胚示意图,下列有关该图的叙述错误的是()

A.透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的

B.囊胚腔是一个充满液体的腔

C.内细胞团将来分化成内胚层

D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘

3.培育“试管山羊”的基本过程如图所示,下列有关叙述正确的是()

A.图中采集的可以直接和卵母细胞受精

B.乙表示受精作用,该过程在子宫中进行

C.丁过程应将原肠胚移植到与供体表现型相同的代孕母羊子宫内

D.可取早期胚胎(如桑椹胚、囊胚)进行均等分割以增加胚胎的数量

4.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,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滋养层细胞

C.采集到的和卵细胞相遇即可发生受精作用

D.受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体

5.下面是胚胎干细胞分离途径示意图。下列相关说法正确的是()

A.图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘

B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小

C.胚胎干细胞可以增殖而不发生分化

D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用

6.下图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()

A.A所表示的细胞不一定是受精卵

B.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

C.应把③移植到处于状态的母牛的输卵管中D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术

7.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:

(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,可用激素对其进行超数排卵处理。

(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要到(时期)才能与结合。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进程,应用试管动物的优势在于。

参考答案

1.D2.C3.D4.C5.C6.A

7.(1)体外受精胚胎移植

(2)遗传性能和生产性能优秀促性腺

(3)减数第二次分裂中期无菌无毒的环境

胚胎工程范文第6篇

一、获能

1.什么叫获能

刚刚排出的,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。1951年,张明觉和奥斯汀发现了这一生理现象,并把它称为“获能”。

2.去能及获能的原理

为什么刚刚排出的,不能立即与卵子受精呢?在雌性动物的生殖道内到底发生了什么变化呢?

其实,在附睾内已经获得了受精能力,但附睾分泌的一些物质附于表面,其中有一种含唾液酸的糖蛋白,从免疫学角度来看,唾液酸有掩盖特异抗原的机能,这就使在漫长的成熟及运行过程中,不至于被免疫活性细胞识别而引起自身免疫反应。另外,唾液酸糖蛋白可稳定顶体前区的细胞膜,抑制的顶体反应,从而抑制了它的受精能力,这种物质被称为去能因子。

所谓获能过程即为去除表面的这种因子并获得受精能力的过程,这将使膜的结构与机能发生剧烈的改变。去能因子的清除主要依靠宫颈、子宫及输卵管液中的β淀粉酶、胰蛋白酶、β葡糖苷酶及唾液酸酶,后者在卵泡液中含量也很高。

获能以后,膜的不稳定性增加,并去除了抑制顶体反应的因子,才可能发生顶体反应。发生顶体反应后,释放出的顶体酶可溶解出一条通道,使穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,才能完成受精作用。所以,直接取自附睾的不具有受精能力。而把这些放在雌性生殖道内若干时间后,再取出作体外受精试验,才具有受精能力。

3.获能的部位

在阴道内不能获能,只有当他穿过宫颈时,精浆内大量的去能因子才能被阻挡。同子宫内膜接触后,子宫内膜产生获能因子。输卵管的分泌物也参与了获能。因此,可以说的获能过程是一个多时相的过程。先在子宫内,后在输卵管内获能。随着的获能,氧耗量增加,运动加速,并迅速游向卵子,最终使精卵结合。

二、关于极体的个数

选修三《现代生物科学技术专题》第63页中有这样的描述:当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。

选修三《现代生物科学技术专题》第63页图3-5,第65页图3-6,都没显示第一极体的再分裂过程。针对多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成第二极体,所以看到的两个极体并非都是第二极体,一个是第一极体,另外一个是第二极体。(与书上图示一致)

三、同期处理中所用的激素是性激素还是促性腺激素

1.同期的原理

母牛的周期,从卵巢的机能和形态变化方面可分为卵泡期和黄体期两个阶段。卵泡期是在周期性黄体退化继而血液中孕激素水平显著下降后,卵巢中卵泡迅速生长发育,最后成熟并导致排卵的时期。卵泡期之后,卵泡破裂并发育成黄体,随即进入黄体期。黄体期内,在黄体分泌的孕激素的作用下,卵泡的发育成熟受到抑制,母畜不表现,在未受精的情况下,黄体维持约15~17天,即行退化,随后进入另一个卵泡期。由此看来,黄体期的结束是卵泡期到来的前提条件。相对高的孕激素水平可以抑制,一旦孕激素水平降到低限,卵泡即开始迅速生长发育,并表现。因此,同期的中心问题是控制黄体期的寿命,并同时终止黄体期。如能使一群母畜的黄体期同时结束,就能引起它们同期。

2.同期的处理方法

现行的同期技术主要通过两种途径:一种是向待处理母牛群同时施用孕激素,抑制卵泡的发育和,经过一定时期同时停药,随之引起同期。另一种是利用前列腺素或其类似物使黄体溶解,中断黄体期,降低了孕激素水平,从而提前进入卵泡期,使提前到来。这两种方法所用的激素性质不同,但都是使孕激素水平迅速下降,达到同期化的目的。

四、超数排卵处理中所用的激素是性激素还是促性腺激素

在超数排卵技术中,所用的激素为促性腺激素。

超数排卵就是在动物周期的一定阶段,提高血液中促性腺激素浓度,降低发育卵泡的闭锁,增加早期卵泡发育到成熟卵泡的数量(即增加每次排卵数目),使动物产多胎,并准确地按照预定的时间进行排卵,达到提高繁殖率的目的。

为什么超数排卵技术不直接用性激素呢?这是由于性激素是由性腺产生释放,长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。促性腺激素由垂体产生释放,作用于性腺,可以达到与性激素相同的效果并且不会使性腺萎缩。

胚胎工程范文第7篇

[关键词]】组织工程;皮肤;无斑痕愈合;胚胎;成纤维细胞

[中图分类号]Q813.1[文献标识码]A[文章编号]1008-6455(2011)04-0605-04

Investigation on feasibility of constructing engineered skin substitutes with human embryonic fibroblasts

LIU Liu1,LI Wu-de1,CAI Guo-bin2

(1.Cleft lip and Palate Treatment Center,China Meitan General Hospital,Beijing 100028,China;2.Scar Integrated Treatment Centre,Plastic Surgery Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College,Beijing 100041,China)

Abstract:ObjectiveTo assess the biological and functional properties oftissue-engineered three-dimensional (3D) composites seeded with human embryonic fibroblasts (HEF).MethodsFibroblast cultures were developed from biopsies of human fetus and children. To determine the differences between fetal andfibroblasts, the cell shape, ultrastructure, growth cycle were observed. In addition, mixed lymphocyte culture was examined to evaluate the antigenicity. Three-dimensional skin constructs were obtained by seeding cultured cells in rat tail collagen scaffold. The content of IL-6 and TGF-β1 in the dermis culturing supernatant was measured by ELISA method.ResultsIn monolayer culture, HEF displayed more typical pattern and faster growing rate. HEF was poor stimulators of lymphocyte proliferation. In 3D culture, fetal constructs appeared more developed based on gross examination with significantly higher level secretion of IL-6 and lower of TGF-β than adults'(P

Key words: tissue engineering; skin; scarless wound healing; fetal fibroblast

寻找理想的种子细胞一直是组织工程皮肤领域的热点和难点,由于种子细胞增殖能力有限、抗原性、与基质相容性差等问题,存在着皮肤产量低,移植后排斥反应等缺陷。前2/3妊娠期的胚胎在受到创伤后具有无瘢痕愈合的能力,而这种愈合能力完全是由胎儿自身组织细胞的内在特性决定的[1]。我们取材于人胎儿皮肤、儿童正常皮肤进行成纤维细胞培养,比较其生长特性、形态学、生长动力学以及免疫原性差异,并复合鼠尾胶原构建人工真皮,观察种子细胞在三维构建中的增殖和功能,以探讨人胚胎成纤维细胞(human embryonic fibroblasts,HEF)作为组织工程皮肤种子细胞的可行性和优越性,为组织工程种子细胞的选择及将细胞移植用于临床提供实验依据。

1材料和方法

1.1主要仪器和试剂:MCO-15A型C02培养箱,倒置生物显微镜,超净工作台,台式高速离心机,恒温水浴箱,常规医用手术器械,日本H-600透射电镜;全自动蒸汽消毒器,针式滤器;培养基(DMEM:F12为1:1,含10%胎牛血清),中性蛋白酶。

1.2 二维培养以及相关实验

1.2.1 成纤维细胞取材:①实验组:5例,取人孕中期(20~28周)引产胎儿,性别不限;②对照组:12例,取自12岁以下瘢痕患者手术改形时修剪下的正常皮肤。

1.2.2 成纤维细胞的培养和传代:采用组织块法培养:将标本消毒后无菌条件下取中厚皮,切成1~1.5mm3的小块,将组织块贴到培养瓶内,加入培养基孵育,待成纤维细胞达60%~70%左右,传代培养。取两组第三代细胞进行光镜、透射电镜观察,绘制细胞生长曲线。

1.2.3 淋巴细胞体外增殖实验,参考文献[2]中毕建军等的方法,计量数据用均数士标准差(x±s)表示。P

1.3 三维培养以及相关实验

1.3.1 制作三维构建:取第三代HEFs和普通FBs,制成1×106个/cm3细胞悬液。迅速与鼠尾胶原液、重组缓冲液(2.756g碳酸钠、4.766gHEPES、0.35gNaOH溶于100ml蒸馏水中)以1200:4200:300的比例加入6孔培养板中,在孵箱内孵育30min后即形成胶原凝胶。加入DMEM:F12为1:1的含10%胎牛血清的培养基在孵箱内继续培养。

1.3.2 测定构建培养液中TGF-β1和IL-6含量:分别在1天、3天、5天、7天、9天、11天、14天每天收集两组各6个孔培养液,每次换液两组加液量均为5ml,用人IL-6、TGF-β1 ELISA试剂盒检测细胞因子含量。

2结果

2.1 二维培养阶段

2.1.1光镜下观察:同等培养条件和时间,HEF贴壁覆盖面积大于普通FB,HEF呈梭形、多边形或不规则形,边缘不整齐,极性排列不规则。细胞折光性强。普通细胞更容易呈束状排列(图1.1,图1.2)。

2.1.2 透射电镜下观察:HEF(第三代)功能活跃,表现为细胞体积大,胞浆丰富,胞核及核仁增大,胞膜与核膜折皱加深,胞浆内微丝粗大,沿细胞长轴平行排列,未见细胞连接(图2.1,图2.2)。细胞质内含有丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体。

2.1.3 同代(P3)HEF和普通FB细胞生长曲线:在细胞生长前3天,两组细胞增殖速度相似,其后均进入对数生长期,HEF增殖速度超过普通FB,更早进入平台期,而后HEF仍保持着较高的生长密度(图3)。

2.1.4 淋巴细胞增殖实验:普通FB:与对照组相比原代~V代均有明显差异。组间比较:P0、P1与其它各代差异明显(P0.05),P2与P4,P5仍有明显差异(P0.05)。

HEF:与对照组相比原代有明显差异(P

2.2 三维培养阶段:两组培养液中TGF-β1和IL-6含量的比较:各组成纤维细胞培养后的第一天,即可检测到一定水平的TGF-β1和IL-6。两组细胞IL-6随着培养时间的延长分泌量增多,到第9天到达稳定高值水平,至第11天于第7天含量比较无统计学意义(P>0.05);胎儿组IL-6含量在各时间点都高于成人组(P

3讨论

3.1 HEF是构建组织工程皮肤的理想种子细胞,长期以来动物来源的胚胎成纤维细胞被广泛深入研究,发现其在胶原沉积、细胞分泌,细胞信号传导等方面存在一定的自主性[3],在分子水平,胚胎皮肤创伤后其WNT信号通路途径,细胞对WNT3a基因调控的应答都与普通FBs有本质区别[4]。2005年,Hohlfeld[5]等利用HEF与马胶原覆盖深度烧伤,发现烧伤创面愈合速度与质量都有明显改善,大大推进了HEF组织工程皮肤的发展。但针对扩增后HEF的基础实验研究并不多见,本研究为填补这一薄弱环节,对HEF的二维、三维培养进行较全面观察,再次验证了胎儿无瘢痕愈合与细胞本身特性密切相关,也为组织工程皮肤种子细胞选择和皮肤构建方法奠定了基础。

3.2 二维培养中,与普通成体FB相比,HEF呈现出更加良好的细胞状态,呈典型的纺锤状,贴壁面积更大,生长更旺盛,细胞寿命更长。透射电镜下HEF胞膜与核膜折皱加深,胞浆内微丝粗大,细胞质内含有丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体,说明细胞的功能活跃。HEF约3天传代一次,可传25代而保持细胞基本形态。HEF细胞生长曲线近似“S”形,具有生长速度快,分裂指数高,代谢迅速和分泌功能旺盛的特点。以相同的初始接种密度培养,两组细胞均具有密度依赖性抑制,但HEF比后者具有更大的最大生长密度,这可能是由于胎儿细胞体积小,容积相同时,数量较多,也可能是由于单位细胞消耗营养物质较少所致。

3.3 HEF与淋巴细胞混合培养几乎可以不刺激其增殖,说明其低抗原性。HEF原代培养与对照组和其他代间均存在着显著差异(P

3.4 以往对种子细胞的研究很多是由二维培养结果对三维构建特性进行推断,这并不科学,因为细胞贴附的化学物理性质,细胞周围培养基血清含量,接种密度等条件都不同。本实验用鼠尾胶原作为支架构建三维培养,发现HEF比普通FB增殖更好,细胞功能更好,对支架的吸附性更好,体现了它良好的适应能力,验证了以往文献[6]。随着培养时间的延长,两组构建都表现出程度不同的收缩,并与细胞增殖具有时相性关系,即在细胞刚刚种植时,凝胶并未出现明显的收缩,在细胞增殖最旺盛时,凝胶收缩最剧烈。胶原的收缩是由成纤维细胞伸出突起对胶原纤维施加牵拉张力,使胶原纤维重新排列所致[7]。本实验中HEF增殖快,分泌旺盛,其三维构建表现出了更强的机械力学特性,收缩更加剧烈。

3.5 对三维构建培养液中细胞因子动态观察,其目的在于观察细胞的分泌特性,并间接了解种子细胞在鼠尾胶原中的存活和功能。IL-6是表皮细胞的一种丝裂原,可加速创面表皮化[8]。本实验发现与普通FBs相比,HEF的IL-6分泌更加旺盛,两组三维培养的IL-6含量上升趋势与各组FBs数量增殖趋势基本平行。TGF-β1参与创面愈合的全过程[9],对细胞分化、免疫功能、细胞增殖、炎症过程具有双相调节作用,可促进胶原合成与成熟[10-11],能够刺激血管生成和上皮化,刺激FBs的增殖、分化,促进肉芽组织形成,导致瘢痕的产生[12]。本实验发现HEFs的TGF-β1分泌量在各时相均少于普通成纤维细胞,且随时间增加的幅度并不大,说明HEFs的TGF-β1一直处于低分泌水平,并不随细胞数增加呈几何倍数增长。

我们的研究表明HEF具有旺盛的繁殖能力和低免疫原性,在鼠尾胶原凝胶中保持着活跃的生物学特性,是理想的组织工程种子细胞。但创面愈合是一个复杂的过程,涉及到各种细胞间的相互作用、细胞与基质间的作用以及多种炎症因子和细胞因子的作用,如何利用动物实验进一步探索HEF组织工程皮肤的有效性和安全性以及其治疗流程和机制,并建立HEF细胞库,将其广泛应用于临床,是一个有深远意义的研究课题。

[参考文献]

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[2]毕建军,伍津津,朱堂友,等.异体角质形成细胞免疫原性的初步研究[J].中国修复重建外科杂志,2007 ,21(9):999-1001.

[3]冯永强.胚胎成纤维细胞的生物学特点[J].中国美容医学,2008,17(7):1095-1097.

[4]Antoine L,Carre M.D.,Aaron W,et al.Interaction of Wingless Protein (Wnt),Transforming Growth Factor-1,and hyaluronan production in fetal and postnatal fibroblasts[J].Plast Reconstr Surg,2010,125(1):74-88.

[5]Judith Hohlfeld,et al. Tissue engineered fetal skin constructs for paediatric burns[J].The Lancet,2005,366(3):840-842.

[6]Sandulache VC,Parekh A,Dohar JE,et al. Fetal dermal fibroblasts retain a hyperactive migratory and contractile phenotype under two- and three-dimensional constraints compared to normalfibroblasts[J].Tissue Eng,2007,13(11):2791-2801.

[7]王丽强,黄一飞,黄靖香,等.细胞及胶原质量浓度对组织工程化三维重建兔角膜基质凝胶收缩的影响[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(6):1083-1086.

[8]Wang XP,Schunck M,Kallen KJ,et al. The interleukin-6 cytokine system regulates epidermal permeability barrier homeostasis[J].J Invest Dermatol,2004,123(1):124-131.

[9]刘玲,陈敏亮.转化生长因子β1对瘢痕形成的影响[J].中国美容医学,2009,18(2):264-266.

[10]Creighton WM,Taylor AJ,Dichek DA,et al. Regional variability in the time course of TGF-beta1 expression,celluar proliferation and extracellular matrix expansion following arterial injury[J].Growth Factors,1997,14(4):297-306.

[11]Colwell AS,Krummel TM,Longaker M,et al.Fetal andfibroblasts have similar TGF-beta, Smaddependent, signaling pathways[J].Plast Reconstr Surg,2006,117(7):2277-2290.

[12]Richard AF,Clark, Kaustabh Ghosh. Tissue engineering for cutaneous wounds: A review[J].J Invest Dermatol,2007,127(5):1018-1029.

胚胎工程范文第8篇

理解胚胎移植的生理学基础应注意以下4点:

(1) 对同种动物而言,其排卵后供、受体生殖器官的生理状况是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。

(2) 胚胎在初期是处于游离状态的,这就为胚胎收集提供了可能。

(3) 由于受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应,这就为胚胎在受体内存活提供了可能。

(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。

例1 下列对于优良种畜的胚胎移植的说法中,不正确的是( )

A. 供体母牛必须是同一物种的良种

B. 受体母牛必须是同一物种的良种

C. 供体公牛必须是同一物种的良种

D. 受体母牛可以是同一物种的一般健康牛

解析 胚胎移植是繁殖优良种畜的最后一道工序,所提供的和卵子的供体必须是同一物种的良种,而受体牛只要求是同一物种健康牛即可,一般不必是良种。

答案 B

要点与提示 注意解答该题时,应充分理解“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”。

二、 对胚胎分割与胚胎移植的区分理解

1. 胚胎移植:是一个人工操作过程,是指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体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为供体,接受胚胎的个体称为受体。胚胎移植的基本程序如下:

(1) 对供体、受体的选择和处理;

(2) 配种或进行人工授精;

(3) 对胚胎的收集、检查、培养或保存;

(4) 对胚胎进行移植;

(5) 移植后的检查。

2. 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后,用分割针或分割刀进行分割。

具体操作程序:用分割针或分割刀刀片将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先备好的空透明袋中,或直接将裸半胚移植给受体。

例2 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛,产生这一结果最可能的原因是( )

A. 试管动物培养 B. 胚胎移植

C. 胚胎分割移植 D. 受精卵移植

解析 基因型完全相同的小牛,表明两头小牛遗传物质相同。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎分割几等份,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。试管动物、胚胎移植和受精卵移植是指通过人工操作,使和卵细胞在体外成熟和受精,并发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术,所以,其生殖方式为有性生殖,后代具有不一样的基因型。

答案 C

要点与提示 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。基因型完全相同可以是自然的同卵双胎或胚胎分割移植,题目中是表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛,排除了第一种可能。

三、 对“人类胚胎干细胞”概念的理解

哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或从原始性腺中分离出来的一类细胞。其特点是:

(1) 具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

(2) 在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。

例3 下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解中,正确的一项是( )

A. 人类胚胎干细胞即人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞群

B. 人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞群

C. 人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞

D. 人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞,也指成人身上的成年干细胞

解析 人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期――囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞,可发育成胚胎的支持组织如胎盘等;中心的腔称为囊胚腔,腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化,内胚层分化形成肝、肺和肠等,中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等,外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体,因而这些细胞被认为具有全能性。

答案 B

胚胎工程范文第9篇

关键词:高中生物;知识;链接

在教学中,依照章节的次序,让学生学习、归纳生物学基本事实,让生物学原理与概念有机结合,从中探寻知识的规律组成,发现当前生物应用技术与生物科学理论的建构模式,掌握生物学发展动向,帮助学生梳理各个知识点,强化理解能力,稳固而扎实地获取知识。将高中生物知识的各个环节通过一定教学方法来完成链接,让系统化、层次分明的知识网络形成于学生的头脑,提高学生的逻辑思维以及对知识按照先后顺序进行统一的能力。

1.创建知识链接

1.1形成章节内的知识链。知识链是指将生物学核心概念、基本原理、基本事实及运动过程等用文字箭号的形式串联起来,用来表现生命结构的特征及生命运动的特点,或人们利用生物学的原理来解决实际问题的过程。这种归纳方式简单明了,脉络清晰,是生物学教学中常用的一种手段。如在学习基因工程、动物细胞工程、胚胎工程等生物技术过程中,可引导学生尝试形成以下有关的知识链,例如基因工程部分,基因获取目的、基因构建的表达方式与载体、基因导入受体细胞、基因鉴定及检测,最后进入转基因部分;动物细胞核移植的知识链接创建,从动物体细胞过渡到MⅡ卵母细胞,分析细胞重组与胚胎、细胞代孕、动物的克隆技术等;胚胎移植部分,早期胚胎代孕母体子代;胚胎分割:早期胚胎二、四、八等份胚胎代孕母体子代;胚胎干细胞分离和培养:早期胚胎胚胎干细胞组织器官某器官缺陷的个体。用知识链形式归纳,可以将复杂的操作过程简约化,有利于学生的理解和记忆。

1.2寻找知识联系的“节点”。要建立起不同知识链之间的联系,关键是寻找知识链之间的联系的“节点”。所谓节点,就是指联系两条或几条知识链之间的关键概念、过程或原理,通过节点,可以梳理几条知识链之间的关系,就像交通要道的十字路口,方便地从一条知识链到达另一条知识链。上述的基因工程、细胞工程、胚胎工程中的几条知识链之间如何进行链接?可以通过引导学生探究如下问题来寻找链接的“节点”:⑴利用基因工程技术获得转基因哺乳动物常用的受体细胞是什么?受体细胞怎样对目的基因进行操作才能够发育形成转基因动物?⑵应用动物细胞核移植技术最终完成动物克隆时,完成重组的早期胚胎培养场所是怎样的形式?继续的发育场所是什么?⑶胚胎分割在什么时期进行操作的?分割后的早期胚胎如何处理才能得到遗传性状完全相同哺乳动物?⑷提取胚胎干细胞一般在什么时期?它有什么意义?通过探究可以发现,培育转基因动物和克隆动物,受体细胞或重组细胞都是在体外培养成早期胚胎,然后再移植到代孕母体内发育的。而胚胎分割和胚胎干细胞其实都是在早期胚胎水平上的操作的。这样就可以将“早期胚胎”作为一个节点,把几条知识链联系起来,达到链接的目的。

1.3链接不同的知识链。知识链接就是将不同的知识联系起来,这种链接可以是章节内的,也可以是跨章节的。通过寻找知识联系的节点,建立起不同知识链的沟通。有时几条知识链之间的节点并不特别明显,这就需要分析,仔细研究它们的关系,找出最关键的联系节点。找到“早期胚胎”这样一个关键的节点后,可以引导学生进行这样的链接:⑴进行胚胎移植的早期胚胎可能有哪些来源?⑵早期胚胎有几种去向?就可以从早期胚胎的来源和去向这两个方面来联系:哺乳动物早期胚胎可以通过正常的体内受精作用或体外受精收集到,也可通过基因工程或细胞工程获得的改造后细胞在体外培养而成。早期胚胎移植到母体内,由代孕的母体生出子代个体,就是说,通过基因工程和核移植培养的早期胚胎,只有通过胚胎移植过程,才能发育成所期望的哺乳动物。胚胎分割和胚胎干细胞分离和培养都是在移植前对早期胚胎的处理,以获得更多的遗传性状相同的子代,或定向分化成组织器官,后者用以对有缺陷的动物进行器官移植。如下图所示。

2.知识链接的几种类型

2.1直链式链接。几条知识链通过关键的节点链接后,仍然为直链的链接方式。直链式链接结构简单,知识梳理清晰,特别适宜进行一章或一节内的知识联系,在一章或一节的复结中常使用。例如植物和动物的内在相关能量转变过程为光能、电能以及ATP等物质的活跃,化学能在ATP等物质中的活跃,光合作用的暗反应以及大部分有机物含有的稳定化学能ATP中的活跃化学能(动植物的呼吸作用);ATP中的活跃化学能机械能、光能、电能、化学能(动植物细胞中能量的利用)。通过链接完成生物体之间能量转变的过程,例如光能、电能以及ATP等物质内含有的活跃化学能;大部分有机物内含有的稳定化学能、活跃于ATP物质中的化学能、机械能、光能、电能以及化学能等。

2.2放射式链接。若干条知识链之间不形成紧密的联系,每条知识链只表现生命活动的某一方面,几条知识链由一个关键的节点链接后,形成放射式链接结构,就可以说明完整的生命活动过程,这种形式特别适宜建立不同章节之间的联系,在总复习课中经常使用。如血糖的调节过程,体温调节过程,水和无机盐调节过程,PH调节过程,免疫调节等几条知识链,可以通过“内环境稳态”这一节点联系起来,因为这些调节过程都是维持内环境稳定的重要方面,只有多种调节过程维持正常,才能表现内环境的稳定。如下图所示。

2.3网络式链接。不同的知识链,由关键的节点链接,各条知识链之间的关系错综复杂,不止在一个知识点处有关联,于是就形成了复杂的网络式结构,这种链接适宜跨模块或跨章复习时的归纳总结。如上述基因工程、动物细胞的核移植、胚胎工程之间的知识联系就是这种链接。

2.4体验式链接。体验式链接亦可称为体验式教学,它强调利用课堂体验来提高学生对于学习的主动性,以兴趣培养为前提,巩固生物知识的链接基础。体验式链接的内涵在于,教师充分向学生展示日常生活中可以见到的生物学相关知识,理解生物学与日常生活之间的关联,利用体验式教学来为知识链接注入活力,创造轻松愉快的生物课堂。体验式链接能够有效利用到学生原有的生物知识结构,通过实验和体验来将知识结构横向拓宽,为链接下一部分的知识打下基础。另外,体验式链接能够为学生带来一些反思,快速找到当前生物知识尚且存在的不足,通过对学生的引导,端正学习态度与学习的方式方法,创造一些可以利用到生物知识经验的教学场景,进而提高生物课堂的整体性与关联性,让知识链接得以事半功倍。

总之,身为教育工作者要持续不断地摸索先进教学经验,知识链接是为了让学生更好地掌握生物这门关联性很强的学科,如何让学生们积极活跃在生物教学每一个节点,让学生在学习过程中体验到乐趣。

胚胎工程范文第10篇

笔者在全市高效课堂研讨活动中对“胚胎移植”一节课按照上述理念做了很好的处理,得到了与会同行和专家的好评,也受到了学生的喜爱。在此将本节课的教学设计整理成文,以期起到抛砖引玉的作用。

1 教材分析

人教版选修三“胚胎工程的应用及前景”这一节,集中讲述了胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的分离和培养这三种胚胎工程技术,而第一课时主要讲述胚胎移植方面的内容。

关于胚胎移植,教材首先从胚胎移植的概念导入,通过概念的学习使学生知道胚胎移植的含义及在胚胎工程中的地位,即体外受精、核移植、胚胎分割等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。关于胚胎移植的现状和意义,教材先用数字简述了胚胎移植的现状,以引起学生的重视,再用图解的方式,从加速育种工作和品种改良、大量节省购买种畜费用、一胎多产、保存品种资源和保护濒危物种等几方面,阐述了胚胎移植在充分发挥雌性优良个体繁殖潜力方面的意义。关于胚胎移植的基本程序,教材是在讲述胚胎移植的生理学基础之上,以图代文的方式进行讲述,用形象的流程图来讲解生物技术的基本程序,可使学生更深入、更直观地理解所学的内容。

2 学情分析

学习本节内容前,学生已学习了胚胎工程专题中的体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎的培养等内容。除此之外,学生通过报刊、电视等媒体对“试管动物”、“借腹怀胎”、胚胎移植等有关知识也有一定的了解。这些都是学生学习本专题的基础。

3 教学目标及其重难点

3.1 教学目标

(1)知识目标:简述胚胎移植的概念;理解胚胎移植的生理学基础;说出胚胎移植的基本程序;了解胚胎移植的现状和意义。(2)能力目标:解读概念时能抓住关键词;能对胚胎移植是否能成功实现提出自己心中的疑问,增强学生提出问题,解决问题的能力;能通过阅读教材,画出胚胎移植流程图,提高概括知识的能力;能搜集胚胎移植现状和意义的资料,增强收集信息、提取有用信息的能力。(3)情感、态度与价值观目标:认同胚胎移植在胚胎工程中的地位;了解胚胎移植的现状和意义,关注它的最新进展。

3.2 教学重、难点

胚胎移植的生理基础和基本程序。

4 教学过程

4.1 设置情景,通过问题导入新课

教师的组织和引导:教师向学生展示世界上第一例试管婴儿的图片,图片上这个试管婴儿的到来给这个家庭带来了天伦之乐(暗示着该技术的现实意义)。教师提问:说起试管婴儿,人们很容易想起“试管”和“婴儿”,以为婴儿就是从试管中培育出来的,是不是呢?(不是)。继续追问:试管婴儿(动物)的培育哪些过程是在体外进行的呢?(受精和早期胚胎的培养在体外进行)进一步追问:早期胚胎如何才能发育成幼体?(进行胚胎移植)至此,引入本课课题,并用幻灯片展示课时学习目标。

学生的活动:通过思考回答问题;在教师的引导下明确本节课的学习目标。

预期目标:通过隋景的设置和问题的思考,让学生认识到自己所学知识的现实价值,激发学生强烈的求知欲。同时阶梯式的问题又让学生将上节课的内容与本节课内容有机地联系起来,起到承上启下的作用。

4.2 自主阅读,解读“胚胎移植”概念中的关键词

教师的组织和引导:什么叫胚胎移植呢?请学生阅读教材“胚胎移植”这部分内容,并解读以下三个关键词的含义(课件展示):受体条件、早期胚胎的获得途径、地位。教师在学生阅读汇报的基础上进行点评,并且帮助学生辨析以下两点:(1)同种的“种”是什么含义?(2)核移植和体外受精得来的胚胎有何区别?

学生的活动:学生阅读教材,在重点部分做上记号,然后汇报阅读成果。在教师进行点评后讨论、质疑两个辨析题。

预期目标:让学生通过阅读学会分析、解读概念的关键词,同时在师生共同的讨论质疑中进一步提升对概念的理解。

4.3 分组讨论,质疑胚胎移植,理解其生理学基础

教师的组织和引导:幻灯片展示牛胚胎移植示意图,简述其过程。提问:从供体内收集的胚胎移植到受体体内,这个胚胎转移的过程中会不会碰到一些困难呢?你对它的成功实现抱有什么疑虑?在学生讨论质疑的过程中教师巡视。接下来在学生汇报的基础上点评、肯定学生的问题,提炼出有价值的问题进行展示:

(1)准备移植的胚胎,移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗?

(2)从供体内收集胚胎会不会对供体和胚胎产生伤害呢?

(3)受体对移入子宫的外来胚胎会不会发生免疫排斥反应?

(4)移植到受体的胚胎能保留供体双亲的遗传特性吗?

之后教师让学生带着问题阅读教材“胚胎移植的生理学基础”这部分内容。阅读后让学生以自我检测的形式检验阅读成果。幻灯片演示自我检测题:

在学生理解了生理学基础的前提下,教师用幻灯片展示思维拓展题:

(1)在胚胎移植操作中,怎样才能使胚胎在移植前后供、受体所处的生理环境保持一致。

(2)供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同或相似吗?胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?

(3)为什么供体的胚胎移植到受体后,孕育成的后代其遗传性状仍与供体相同?

学生的活动:学生通过分组讨论,提出对胚胎移植能否实现的疑问;并带着这些疑问阅读教材,寻找答案;当堂对照自我检测题进行检测;在理解了胚胎移植生理学基础的前提下,思考教师提出的思维拓展题。通过这几步的自主学习,学生理解、巩固了胚胎移植的生理学基础这部分知识。

预期目标:让学生在相互合作中提出问题,在问题地强烈驱动下去寻找答案,明确胚胎移植的生理学基础,突破本课时的难点。通过自我检测,学生当堂学的内容当堂巩固,从而获得课堂的高效率。通过思维拓展题的思考,使学生加深对生理学基础的理解,同时拓宽知识面,加强前后知识的联系。

4.4 图文解读,完善胚胎移植流程图

教师的组织和引导:那么,胚胎工程技术人员是如何进行胚胎移植的呢?引入胚胎移植基本程序的学习。教师请学生阅读教材胚胎移植的基本程序,完成下列胚胎移植的流程图(图1),并思考右侧相关问题。

教师对学生的回答做适当点评,并用幻灯片展示思维拓展题:

(1)如果上述过程是为了培养世界上产奶量最高的奶牛品种之一――荷斯坦奶牛,产下的牛犊的性别怎样?如何对移植前的胚胎性别进行鉴定,以培养

出更多的母牛?

(2)若要让不同的受体母牛生下基因型完全相同的牛犊,应在胚胎移植前对胚胎做怎样的处理?

学生的活动:学生自主阅读教材,在学案上完成填图,并思考有关问题。然后两位学生分别到讲台前汇报自学成果,其他学生补充、修正。了解了胚胎移植的基本程序后,思考思维拓展题。

预期目标:自学能力是学生获取知识的最重要的能力,通过这个环节的学习,学生这方面的能力得到加强,同时通过汇报自学成果,提升了语言表达能力。思维拓展题的思考加深了对胚胎移植程序的理解,拓宽了知识面,加强了前后知识的联系,其中第二个问题又为第二课时的学习打下了伏笔。

4.5 搜集资料,了解胚胎移植的现状和意义

教师的组织和引导:教师提供课前学生搜集的有关材料,结合教材上关于“胚胎移植的现状和意义”部分内容,请学生阅读,了解胚胎移植的现状,总结胚胎移植的意义。阅读后师生共同总结出5点意义:

(1)加速育种工作和品种改良。(2)胚胎移植不受时间和地域的限制,大量节省购买种畜的费用。(3)一胎多产。(4)保存品种资源和濒危物种。(5)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

教师在总结的基础上进一步提出2个问题:

(1)胚胎移植不受时间和地域的限制,保存品种资源和濒危物种等需要什么技术来支持它?

(2)为什么说胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能?

然后教师在学生回答的基础上做适当点评。

学生的活动:阅读课外搜集的材料和课本上介绍的材料,了解胚胎移植的现状,总结胚胎移植的意义。在此基础上再思考2个问题,使学生对胚胎移植意义的理解更上一个层次。

预期目标:学生通过搜集胚胎移植现状和意义的资料,增强收集信息的能力。通过阅读资料概括出胚胎移植的意义,增强了提炼、获取有用信息的能力。这部分知识的学习能引领学生进一步认识科学、技术、社会三者之间的关系。

4.6 及时反馈,巩固所学知识,发现存在问题

教师的组织和引导:课前精心准好合适的练习题。

学生的活动:在学案上思考解答,然后相互批改,暴露存在问题。

预期目标:通过及时的反馈练习,既使本节课的学习内容得到及时巩固,又能发现学习过程中存在的问题,及时采取补救措施。

5 教后反思

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