胚胎工程專題教學(xué)中的常見問題及解析

湖北 祝遠(yuǎn)超 黃昌盛

胚胎工程專題教學(xué)中的常見問題及解析

湖北 祝遠(yuǎn)超 黃昌盛

胚胎工程是人教版教材《現(xiàn)代生物科技專題》中的重要內(nèi)容之一，也是高考的重要考點之一。由于本專題內(nèi)容是新課程教材中新增的內(nèi)容，相關(guān)的教輔資料較少，在進(jìn)行本專題內(nèi)容教學(xué)時師生經(jīng)常遇到一些疑難問題。常見的疑難問題該如何解答呢？

1. 哺乳類動物排出的卵是初級卵母細(xì)胞還是次級卵母細(xì)胞？

關(guān)于這個問題，人教版教材上言道：“減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的”，即減數(shù)第一次分裂有的是在雌性動物排卵前完成的，有的是在排卵后完成的。前者排出的卵為次級卵母細(xì)胞，如豬、牛、綿羊等，而后者排出的卵為初級卵母細(xì)胞，如馬、犬等。

2. 什么是頂體反應(yīng)？

精子獲能后，在雌性動物生殖道與卵子相遇時，會出現(xiàn)精子頂體膨大，精子質(zhì)膜（外膜）和頂體外膜局部融合，并在融合處形成一些泡狀物，隨后脫落，造成精子頂體外膜出現(xiàn)孔洞，使頂體內(nèi)儲存的與受精有關(guān)的酶釋放出來，參與精子和卵子的受精過程。這種生理現(xiàn)象叫做頂體反應(yīng)。精子所釋放的頂體酶可直接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。

3. 卵子受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志分別是什么？

在減數(shù)分裂過程中，一個初級卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和一個第一極體。而減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的，一個次級卵母細(xì)胞經(jīng)分裂產(chǎn)生一個成熟的卵子和一個第二極體。因此，當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)受精了，此為卵子受精的重要標(biāo)志。

精子入卵后，精子原有的核膜破裂，最后形成一個雄原核。與此同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核。雌、雄原核充分發(fā)育后，最后合并，兩組核染色體合為一組，形成一個含二倍體染色體的受精卵，受精過程至此結(jié)束。由此可知，雌、雄原核的融合是受精完成的標(biāo)志。

4. 卵黃膜封閉作用是哺乳類防止多精入卵受精的屏障嗎？

要解決這個問題，首先要弄清楚什么是卵黃膜。卵黃膜是在卵巢內(nèi)形成的，一般認(rèn)為它是由濾泡細(xì)胞的分泌物組成，卵本身也可能參與卵黃膜的形成。但值得注意的是，哺乳類的初級卵母細(xì)胞與卵泡細(xì)胞之間沒有卵黃膜，其受精過程也不發(fā)生卵黃膜封閉作用。也不能將哺乳類受精過程的卵細(xì)胞膜反應(yīng)與魚卵受精過程的卵黃膜封閉作用混為一談。此外，不同哺乳動物防止多精入卵受精的機制不同，如人和犬主要靠透明帶反應(yīng)，兔子主要靠卵細(xì)胞膜反應(yīng)，鼠既靠透明帶反應(yīng)，又靠卵細(xì)胞膜反應(yīng)。

5. 采集的卵母細(xì)胞都需要人工培養(yǎng)成熟嗎？

采集卵母細(xì)胞的方法較多，且不同采集方法所得卵母細(xì)胞的成熟程度不同。對于實驗動物及小家畜如小鼠、兔、豬、羊等，采用的主要方法是用促性腺激素處理，然后從其輸卵管中沖取卵子；對于大家畜或大型動物如牛，采用的主要方法是從屠宰場已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞，也可借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。其中，從輸卵管中沖取的卵子是成熟的，不需要培養(yǎng)，可以直接與獲能的精子在體外受精；而從卵巢中采集的卵母細(xì)胞必須經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。

6. 體外受精與人工授精有何區(qū)別？

學(xué)生經(jīng)常將體外受精和人工授精混為一談，二者區(qū)別如表1：

表1 體外受精與人工授精的比較

7. 對供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理時用的是什么激素？具體做法是怎樣的？

關(guān)于對供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理時用的是什么激素這一問題，人教版教材上并未言明。要弄清楚這一問題，首先要弄清楚何為發(fā)情。發(fā)情指的是性成熟的雌性哺乳動物在特定季節(jié)表現(xiàn)的生殖周期現(xiàn)象，在生理上表現(xiàn)為排卵、準(zhǔn)備受精和懷孕，在行為上表現(xiàn)為吸引和接納異性。關(guān)鍵詞為排卵，基于促性腺激素在超數(shù)排卵中應(yīng)用，所以，一些師生認(rèn)為排卵和促性腺激素有關(guān)。從有關(guān)醫(yī)學(xué)論文來看，同期發(fā)情的激素處理不是簡單用促性腺激素處理，而是使用另外一種激素——孕酮（屬于孕激素）。

具體做法是給胚胎移植的供體和受體雌性同時注射孕酮，持續(xù)一段時間，然后停止孕酮的注射，達(dá)到同時對卵泡發(fā)育的抑制解除，從而使供體和受體雌性同時發(fā)情。

8. 什么是沖卵？沖卵的“卵”是指受精卵、胚胎還是卵母細(xì)胞？

沖卵是指用配制好的沖卵液，借助特制的沖卵裝置，把供體母畜子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。沖卵是一種技術(shù)，生產(chǎn)中常用的沖卵方法有輸卵管沖卵和子宮沖卵。單從字面上理解就是沖取受精卵，后擴(kuò)大使用范圍，也包括沖取胚胎，甚至是卵母細(xì)胞。胚胎移植過程中有兩次“沖卵”。第一次是超數(shù)排卵中的沖取卵子——卵母細(xì)胞，用于體外受精；第二次是在胚胎收集過程中的沖卵——早期胚胎或受精卵。因胚胎發(fā)育時間有所不同，故所指不同。其實最早的時候沖卵的“卵”是指受精卵。

總之，“胚胎工程”專題教學(xué)中常見的問題較多，只有把這些問題解決了，才能真正突破本專題教學(xué)的難點，使學(xué)生在高考中立于不敗之地。

湖北省天門市岳口高級中學(xué)；湖北省老河口市高級中學(xué)）