熊猫在自然条件下受精困难,产子率较低,可以通过胚胎工程提高熊猫的产子率。根据所学知识回答下列问题:
(1)自然条件下,熊猫的受精作用是在雌性动物的__________内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到______________时,说明卵子已经完成受精。
(2)一般情况科学家用体外受精技术和胚胎移植等方法,提高熊猫的产子率,一般情况,用__________激素处理母体使其超数排卵,精子和卵子在体外受精以后,应将受精卵移入__________________中继续培养。在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是________________________。
(3)为了进一步提高熊猫的产子率,科学家用了胚胎分割技术,该技术是动物的______________生殖,所以子代和分割的母体性状完全相同。进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的__________胚或囊胚,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将______________均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
输卵管 两个极体 促性腺 发育培养液 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应 无性繁殖或克隆 桑椹 内细胞团
【分析】
1、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养
①主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子。
②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
(2)精子的采集和获能
①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。
②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】
(1)自然条件下,哺乳动物的受精作用在输卵管内完成。完成受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。
(2)进行体外受精技术和胚胎移植等技术操作时,为提高熊猫的产子率,用促性腺激素处理母体使其超数排卵;进行体外受精产生的受精卵先移入发育培养液中继续培养;受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应是移入子宫的胚胎能在受体内存活的基础。
(3) 胚胎分割技术属于无性繁殖,也可称为克隆。胚胎分割要在发育程度较低的桑椹胚或囊胚时期进行;囊胚阶段的内细胞团将来发育成胚胎的各种组织器官,所以进行分割时,要将其均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【点睛】
本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记体外受精的过程,掌握胚胎移植的基本程序,能结合所学的知识准确答题。
体内受精和早期胚胎发育:
1、精子和卵子的发生:
项目 | 精子 | 卵子 |
场所 | 睾丸曲细精管 | 卵巢 |
时间 | 初情期开始 | 胎儿时期性别分化以后 |
过程 | (在卵细胞膜和透明带的间隙有两个集体是判断卵子受精的标志) | |
结果 | 4个精子 | 1个卵细胞;3个极体 |
MⅠ和MⅡ是否连续 | 是 | 否 |
2、受精作用
(1)受精作用的场所:输卵管。
(2)受精前的准备阶段
①精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力的生理现象。
②卵子的准备:在输卵管中发育达到减数第二次分裂的中期,才具备与精子受精的能力。
(3)受精阶段——四步曲
第一步:精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步:精子进入卵细胞腆。卵细胞膜反应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)。
3、胚胎发育:
(1)过程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
①卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
②桑椹胚:32个细胞左右的胚胎(之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞);
③囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔(注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化);
④原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。(细胞分化在胚胎期达到最大限度)
(2)图示:
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