[推荐学习]2018版高中生物第3章胚胎工程3.3胚胎工程的应用及前景学案新人教版选修3

生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 3.3 胚胎工程的应用及前景

1．简述胚胎移植的现状和意义。 2．掌握胚胎移植的生理学基础及胚胎移植的基本程序。(重、难点) 3．了解胚胎分割的概念、意义及操作过程。(重点) 4．了解胚胎干细胞的特性及应用。(重点)

胚 胎 移 植 1．胚胎移植概念 (1)对象：雌性动物体内的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎。 (2)移植条件：同种、生理状态相同的其他雌性动物体内。 (3)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。 (4)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。 (5)本质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。 (6)地位：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。 2．胚胎移植的意义 (1)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (2)大大缩短了供体本身的繁殖周期。 (3)对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。 3．胚胎移植的生理学基础及相应意义

生理学基础 意义

同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境 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 为胚胎的收集提供了可能

受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 4.胚胎移植的基本程序 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 对供、受体的选择和处理



 选择：遗传性能和生产性能优秀的个体供体，健康、有正常繁殖能力的个体受体处理：同期发情处理和超数排卵处理

↓ 配种或人工授精 ↓

胚胎的收集、检查、培养或保存



 收集：冲卵检查：发育到桑椹胚或囊胚阶段保存：－196 ℃的液氮中保存

↓ 胚胎移植方法：手术法和非手术法 ↓ 胚胎移植后的检查检查受体母牛是否妊娠

[合作探讨] 探讨1：胚胎移植时，对供体、受体的生理状态有什么要求？ 提示：生理状态相同。只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育。 探讨2：怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？供体胚胎移入受体子宫时，在位置上有要求吗？ 提示：①应对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。 ②有要求。胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。 探讨3：胚胎移植过程中，对供、受体的选择，有哪些要求？ 提示：①供体：遗传性能和生产性能优秀。 ②受体：有健康的体质和正常繁殖能力。 探讨4：对母牛进行超数排卵时注射的激素是哪类激素？为什么要用激素处理供体母牛？ 提示：①注射的是促性腺激素。②给供体母牛注射促性腺激素可使其一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子，经人工授精，可以获得数量较多的可移植胚胎。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 探讨5：胚胎移植过程中需要进行几次检查？分别检查什么？ 提示：两次检查。第一次在冲卵后，对胚胎进行质量检查；第二次对受体母畜进行是否妊娠的检查。 探讨6：胚胎移植成功的标志是什么？ 提示：移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩。 [思维升华] 1．移植胚胎的来源及生殖方式：

(1)核移植―――――→早期胚胎培养无性繁殖 (2)体外受精―――――→早期胚胎培养有性生殖 (3)体内受精→冲卵→移植→有性生殖

(4)基因工程→转入目的基因的受精卵――→早期胚胎培养胚胎移植→转基因动物→有性生殖 2．胚胎移植成功与否的两个条件： (1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。 (2)供、受体生理状态要相同。 ①应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。这是胚胎移植成功与否的关键。 ②移入受体子宫内的胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。 3．胚胎移植的意义： (1)加速育种工作和品种改良。 (2)节省大量购买种畜的费用。 (3)一胎多产。 (4)保存优良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力。 ①大大缩短了供体本身的繁殖周期。 ②增加供体一生繁殖后代的数量。

1．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的体内。以下说法不正确的是( ) 【导学号：72240033】 A．这里说的同“种”是指同一“物种” 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，说明移植成功 C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功 D．哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的 【解析】 雌性哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官的生理变化是一样的。此处必须强调是在一段时间内。 【答案】 D 2．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。 (3)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过程。 【解析】 (1)由题图可知①②过程分别表示体外受精、胚胎移植。 (2)培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优良的母牛。 (3)体外培养受精卵时，首先需要无菌无毒的环境，防止被污染，还要有一定的营养物质，及适宜的外界环境条件。 (4)等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植。 【答案】 (1)体外受精 胚胎移植 (2)遗传性能和生产性能优秀 (3)无菌无毒的环境 (4)桑椹胚或囊胚 胚 胎 分 割

1．概念 对象 早期胚胎 方法 机械方法 目的 获得同卵双胎或多胎 特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 实质 胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 2.操作程序： (1)选择胚胎：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。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 (2)分割胚胎：用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。 3．囊胚分割要求：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。

[合作探讨] 探讨1：胚胎分割的对象是什么？选择此时期的胚胎进行分割的原因是什么？ 提示：桑椹胚或囊胚阶段的胚胎。桑椹胚阶段尚未出现细胞分化，具有全能性；囊胚阶段的内细胞团具有全能性。 探讨2：①囊胚的内细胞团有何功能？ ②分割囊胚期的胚胎时为什么强调将内细胞团均等分割？ 提示： ①囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。 ②囊胚的内细胞团要均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 探讨3：在胚胎分割时，能否无限分割？原因是什么？ 提示：不能。分割份数越多，越难以做到均等分割，且每一份的细胞数目就越少，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率会降低。 探讨4：从胚胎来源上分析，胚胎分割动物和克隆动物相同吗？ 提示：不相同。胚胎分割可能是在雌性动物体内经受精形成的早期胚胎，也可能是体外受精或其他方式得到的胚胎，而克隆是经体细胞核移植得到的重组胚胎。 探讨5：从后代核遗传物质上分析，胚胎分割动物和克隆动物生殖方式相同吗？ 提示：相同。两者都属于无性繁殖。 [思维升华] 1．理论基础：动物细胞细胞核的全能性。 2．物质基础：每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质。 3．特点：每个后代具有相同的遗传特性。 4．胚胎的选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 5．实质：胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成2组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术，这种技术又被称为人工同卵多胎技术。胚胎分割可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖种畜的方法，属于动物无性繁殖或克隆的方法之一。 6．操作提醒：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 1．下列关于胚胎分割技术的叙述，错误的是( ) A．胚胎分割操作在动物的子宫内进行 B．用分割针或分割刀片对早期胚胎进行分割 C．分割后必须移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育 D．对囊胚进行分割时要注意将内细胞团均等分割 【解析】 进行胚胎分割时，将早期胚胎移入盛有操作液的培养皿中进行具体的操作。 【答案】 A 2．如图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图完成下列问题：

(1)填出图中字母所代表的结构名称： A________；B________；C________；D________； (2)写出甲、乙、丙过程的技术名称： 甲________；乙________；丙________；进行乙过程时，所取的样本是________。 (3)进行甲过程时，所使用的基本仪器是________，本过程的技术关键是________。 (4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，如____________________________________________________________________ 等，同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是________。 【解析】 根据囊胚的结构可知图中字母所代表的结构名称分别是，A为囊胚腔；B为透明带；C为滋养层；D为内细胞团。 (2)图中表示的甲、乙、丙过程的技术分别是胚胎分割、做DNA分析性别鉴定、胚胎移植。进行乙过程时，所采取的样本是滋养层。 (3)进行甲过程时，所使用的基本仪器是显微操作仪和实体显微镜。本过程的技术关键是将内细胞团均等分割。 (4)尽管胚胎分割技术在多种动物中已取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异等。同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是同卵双胎。 【答案】 (1)囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团 (2)胚胎分割 做DNA分析性别鉴定 胚胎移植 滋养层 (3)显微操作仪和实体显微镜 将内细胞团均等分割 (4)刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异 同卵双胎 胚 胎 干 细 胞