導(dǎo)學(xué)案 胚胎工程的應(yīng)用及前景

胚胎工程的應(yīng)用及前景【課標(biāo)解讀】1、知識方面舉例說出胚胎移植和胚胎分割。2、情感態(tài)度與價值觀方面認同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。關(guān)注胚胎工程的研究進展和應(yīng)用價值3、能力方面搜集胚胎工程研究進展的資料，撰寫專題綜述報告?！緦W(xué)習(xí)重點】1.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)、基本程序和應(yīng)用。2.胚胎分割的應(yīng)用意義。3.胚胎干細胞研究的意義?！緦W(xué)習(xí)難點】1、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)。2、胚胎干細胞的概念和分離途徑?！咀灾魈骄俊恐R點觀察與思考歸納與結(jié)論導(dǎo)入新課牛的繁殖率非常低，一頭牛一年只能繁殖一頭犢牛，現(xiàn)有一雄一雌兩頭良種奶牛以及數(shù)頭本地奶牛，試問采用何種措施可在一年內(nèi)繁殖數(shù)頭良種奶牛？閱讀材料并且結(jié)合已學(xué)過的現(xiàn)代生物技術(shù)思考。早期胚胎重組胚胎核移植體外受精可以采用的技術(shù)非常多例如：核移植即克隆技術(shù)、體外受精技術(shù)等，但這些技術(shù)最后一步都需要胚胎移植早期胚胎重組胚胎核移植體外受精胚胎胚胎移植代孕母牛代孕母牛一、胚胎移植（一）、胚胎移植的基本程序?qū)W生仔細閱讀課本74頁圖3—16胚胎移植的示意圖和77頁圖3—19胚胎移植的流程圖，思考并且討論以下幾個問題：1、將右邊的流程圖補充完整2、該怎樣選擇供體公牛和母牛？3、對受體牛有什么要求？4、為什么對供受體牛進行同期發(fā)情處理？采用什么激素？5、沖卵在哪一步中？沖卵指的是沖出卵子嗎？6、⑦中為什么要對受體母牛進行檢查①處理供體母畜處理供體母畜②③④對胚胎檢查培養(yǎng)或保存對胚胎檢查培養(yǎng)或保存⑤⑥⑦良種奶牛后代良種奶牛后代胚胎移植7、何為超數(shù)排卵？是指給供體母畜注射促性腺激素，使其發(fā)情，一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的成熟卵子，經(jīng)合理的人工授精方法，可以獲得數(shù)量較多的可移植胚胎。（二）、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)思考問題：準(zhǔn)備移植的胚胎移植到任何一頭母牛的子宮中都可以嗎？供受體進行胚胎移植時會不會發(fā)生免疫排斥？這就涉及到胚胎移植的生理基礎(chǔ)閱讀課本76頁胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)思考討論1、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)是什么？2、在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？3、胚胎移植的實質(zhì)是什么？1、胚胎移植的生理基礎(chǔ)四點內(nèi)容：第一，哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供、受體生殖器的生理變化是相同的，這就為胚胎移植提供了相同的生理環(huán)境。第二，哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與_母體子宮建立的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎收集提供了可能。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，但移入受體的胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。2、應(yīng)對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的_發(fā)情時間一致。同時還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。3、可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同的生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移。（三）胚胎移植的概念和地位通過以上學(xué)習(xí)自己總結(jié)胚胎移植的概念。何為供體和受體？思考總結(jié)胚胎移植中胚胎的來源有哪些？胚胎移植的地位胚胎移植是指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，移植到同種、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)。提供胚胎的個體稱為供體，接受胚胎的個體稱為受體。供體和受體共同繁殖后代。胚胎來源①雌性動物體內(nèi)的胚胎（需要經(jīng)過沖卵）②通過體外受精獲得的早期胚胎培養(yǎng)③通過轉(zhuǎn)核移植技術(shù)獲得的重組胚胎④通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得的胚胎地位：胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序（四）胚胎移植的現(xiàn)狀和意義1、胚胎移植的現(xiàn)狀2、胚胎移植的意義1、近十年來，牛、羊的胚胎移植在我國部分地區(qū)已進入生產(chǎn)應(yīng)用階段。羊的胚胎移植的效率比奶牛還要高2、充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體繁殖潛力。供體的主要職能變?yōu)橹簧a(chǎn)具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，繁重而漫長的妊娠和育仔的任務(wù)由受體取代，大大縮短了供體本身的繁殖周期二、胚胎分割學(xué)生分組討論雙胞胎的原因？自然存在的同卵雙胎現(xiàn)象為胚胎分割提供了理論基礎(chǔ)，我們可以采用人工手段將早起胚胎成兩份或數(shù)份—胚胎分割1、胚胎分割的定義閱讀課本78頁胚胎分割的發(fā)展簡史想一想早期胚胎能不能無限分割？2、胚胎分割使用的儀器設(shè)備？3、胚胎分割的基本步驟4、囊胚期的內(nèi)細胞團有何功能？對囊胚階段的胚胎進行分割時要注意什么？為什么？雙胞胎分同卵雙生和異卵雙生，異卵雙生是兩個卵分別受精的結(jié)果，同卵雙生則來源于同一受精卵，在卵裂過程中由于不明原因引起胚胎中的細胞相互分離而產(chǎn)生同卵雙胞胎。1、胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割可以看做動物無型繁殖或克隆的方法之一。不能，實踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性有限，目前以二分胚胎的移植效率最高。2、實體顯微鏡和顯微操作儀3、進行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后，用分割針或分割刀進行分割。具體操作程序：用工具將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半的胚胎移植給受體。4、內(nèi)細胞團在囊胚階段才出現(xiàn)，它將來發(fā)育成胎兒的各種組織。對囊胚階段的胚胎進行分割時要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步的發(fā)育三、胚胎干細胞干細胞分類仔細閱讀課本80頁，思考討論1、胚胎干細胞的概念。2、胚胎干細胞的功能和主要特點是什么？3、胚胎干細胞的主要用途如何？4、查閱資料，了解胚胎干細胞的研究進展是怎樣的？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屬于全能干細胞1、來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來的一類細胞。簡稱ES細胞或KS細胞。2、在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體體內(nèi)任何一種組織細胞。具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為細胞小，細胞核大，核仁明顯；在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。3、胚胎干細胞的主要用途是：①是研究體外細胞分化的理想材料，在飼養(yǎng)層細胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo)細胞向不同細胞和組織分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；③可以用于治療人類由于細胞壞死、退化或者功能異常引起的頑癥。③隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過體外誘導(dǎo)分化，定向培育人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。【嘗試構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)】胚胎移植胚胎分割特點：胚胎分割選材：設(shè)備：胚胎干細胞來源：胚胎干細胞特點：形態(tài)上：功能上：體外培養(yǎng)：應(yīng)用：、【典型例題】【例1】、胚胎移植技術(shù)目前主要應(yīng)用于()A.解決某些不孕癥者的生育問題B.治療某些遺傳病C.提高良種家畜的繁殖力D.提高動物的抗病力解析：胚胎移植技術(shù)（用于人類即平常我們所說的試管嬰兒），主要是從母體取出卵細胞，在體外進行人工受精、分割、培養(yǎng)，當(dāng)胚胎發(fā)育到一定時期，再將胚胎移植到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育成胎兒的技術(shù)。胚胎移植技術(shù)應(yīng)用于人類，解決了某些不孕癥者的生育問題；應(yīng)用于家畜，則是為了提高家畜的繁殖能力(一頭奶牛正常情況下，一生最多只能繁殖10頭小牛，而用胚胎移植技術(shù)，一生則能生40頭小牛)。該技術(shù)不能提高動物的抗病能力，也不能治療某些遺傳病?？疾樯镄录夹g(shù)及應(yīng)用，是當(dāng)今高考的熱點問題。答案A、C【例2】表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是()A.試管動物培養(yǎng)B.胚胎移植C.胚胎分割移植D.受精卵移植解析：表現(xiàn)型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的子牛，根據(jù)題目給出的選項，很可能是將胚胎分割移植，該技術(shù)可提高牛的產(chǎn)仔率。答案C【例3】、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，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)。以下說法不正確的是 （）A．這里說的同“種”是指同一“物種”B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植給我國黃牛，生出荷斯坦奶牛，可以移植成功C．同種動物之間的生理特征相近，進行胚胎移植易于成功D．不管是否妊娠，同種動物生殖器的生理變化都是一樣的答案D【自我診斷】一、基礎(chǔ)訓(xùn)練：.1、“沖卵”是指（）A.把受精卵從子宮沖洗出來B.把卵細胞從子宮沖洗出來C.把卵細胞沖散，便于收集D.把胚胎從子宮沖洗出來2、在進行囊胚切割時，要注意將()等分。A.透明帶B.滋養(yǎng)層C.內(nèi)細胞團D.囊胚腔3、干細胞按分化潛能的大小，基本上可分為（）A．專能干細胞、多能干細胞兩類B．專能干細胞和全能干細胞兩類C．專能干細胞、多能干細胞和全能干細胞三類D．多能干細胞和全能干細胞兩類4、以下哪一項是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)（）A.胚胎分割B.胚胎移植C.胚胎培育D.體外生產(chǎn)胚胎技術(shù)5、在胚胎移植中供體的主要職能是（）A.提供優(yōu)良的供體基因B.提供優(yōu)良遺傳特性的胚胎C.提供卵細胞D.提供精子6、對供體母畜實施超數(shù)排卵處理時，所用的激素是（）A.孕激素B.促性腺激素釋放激素C.性激素D.促性腺激素7、從供體母畜收集的胚胎，可以直接向受體移植，也可以放入（）中保存。A.液氧B.干冰C.液氮D.培養(yǎng)箱8、胚胎干細胞的特點是 （）A.在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積大，細胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性B.在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性C.在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小，細胞核小，核仁不明顯；在功能上不具有發(fā)育的全能性D.在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積大，細胞核小，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性9．下圖是牛胚胎分割示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：(1)進行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到___________和___________時期的胚進行操作。(2)①指的是___________，②指的是___________。(3)通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體具有的特點是______________________。(4)在對囊胚階段的胚胎進行分割時，應(yīng)注意_______________________________，原因是_________________________________。二、能力提高1、能提高良種家畜繁殖能力的細胞工程技術(shù)是（）A.組織培養(yǎng)B.細胞融合C.胚胎移植D.細胞核移植2、下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，不正確的是（）A．從受孕母畜體內(nèi)取出的受精卵或胚胎均能移植B．受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情狀態(tài)C．超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D．試管嬰兒技術(shù)只有受精及早期卵裂過程在體外進行3、奶牛場通過性別控制獲得更多的雌性牛犢，以增加牛奶產(chǎn)量。可以采取的方法是（）A．通過分離出X精子并與卵細胞結(jié)合受精B．通過分離出X精子和Y精子并與卵細胞結(jié)合受精C．通過分離出Y精子并與卵細胞結(jié)合受精D．通過分離含X,Y染色體的精子與卵細胞結(jié)合受精4、對供體母牛進行胚胎收集時，胚胎應(yīng)發(fā)育到（）A.桑椹胚或囊胚B.囊胚或原腸胚C.原腸胚D.8細胞或16細胞5、下列關(guān)于胚胎移植的敘述不正確的是 （）A、胚胎移植全部屬于無性繁殖B、可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力C、大大縮短了供體本身的繁殖周期D、供體的主要職能變?yōu)橹划a(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎5、為了大力發(fā)展我國的肉牛和奶牛養(yǎng)殖業(yè)，科學(xué)家們在育種途徑上進行了大膽探索，并取得了初步成果。Ⅰ.2022年1月中旬到2月中旬，中國自主完成的首批成年體細胞克隆牛在山東曹縣五里墩陸續(xù)降生?？寺∨Ｓ?個母親，A牛提供細胞核即供體細胞，B牛提供去除細胞核的卵細胞即受體細胞，兩種細胞在電脈沖的刺激下融合之后，通過細胞分裂形成早期胚胎，再