新版高中生物第3節(jié) 二 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

第3節(jié)胚胎工程二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用人教版高中生物學(xué)習(xí)目標簡述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應(yīng)用價值1.文化基礎(chǔ)：胚胎工程的主要技術(shù)及其原理。2.自主發(fā)展：理解和掌握胚胎工程在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。3.社會參與：認同胚胎工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中體現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)和社會的互動關(guān)系。試管嬰兒的發(fā)育過程都是在試管嗎？試管嬰兒用到什么生命生物技術(shù)手段完成？閱讀P60頁，思考下列問題1.胚胎工程技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？他們的原理分別是什么？提示：胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。胚胎工程的許多技術(shù)，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。2.胚胎工程在生產(chǎn)實踐中有哪些應(yīng)用？2．體外受精技術(shù)的主要步驟：_______________________、精子的獲取和____________________。一、體外受精1．試管動物：通過人工操作使卵子在________________受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為____________________后，再進行移植產(chǎn)生的個體。體外早期胚胎卵母細胞的采集受精3.基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括_________________、溫度、pH等，使初級卵母細胞成熟，同時使_______________________，最終完成________________________，并有計劃地保存胚胎等。營養(yǎng)精子獲能受精作用4.過程

②大家畜或大型動物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細胞或借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等直接從活體動物的________________中吸取,然后在體外進行人工培養(yǎng)成熟后（MⅡ中期）,才能與獲能精子受精。（1）卵母細胞的采集和培養(yǎng)①實驗動物以及家畜豬、羊等：用___________處理,使其排出更多的卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。促性腺激素卵巢(2)精子的采集和獲能

②精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法,即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中,用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。①收集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。③受精（小滴內(nèi)）：體外受精：____________________和培養(yǎng)成熟的__________________在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。獲能的精子卵細胞5.比較自然受精、人工授精和體外受精項目自然受精人工受精體外受精不同點過程不同場所不同相同點雌雄動物交配完成雌性動物輸卵管中用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖二、胚胎移植(1)概念：是指將通過______________________及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、_____________________的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。體外受精生理狀態(tài)相同(2)過程：胚胎移植主要包括供體、受體的___________________，配種或人工受精，胚胎的___________________、培養(yǎng)或保存，____________________，以及移植后的檢查等步驟。選擇和處理收集、檢查胚胎的移植①供體：在胚胎移植中提供胚胎的個體。職能：產(chǎn)生具有_____________________的胚胎。要求：具有________________________。處理：_____________________處理優(yōu)良遺傳特性優(yōu)良遺傳特性同期發(fā)情

②受體：在胚胎移植中接受胚胎的個體。職能：產(chǎn)生具有_____________________的胚胎。完成繁重而漫長的_________________和育仔任務(wù)。要求：與供體處于相同的生理狀態(tài)的___________________的健康雌性動物。處理：_____________________處理和

_____________________處理妊娠同一物種同期發(fā)情超速排卵優(yōu)良遺傳特性③配種和人工受精④胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存收集：_______________;檢查：發(fā)育到________________或

___________階段保存：-1960C的液態(tài)中保存沖卵桑葚胚囊胚⑤胚胎移植⑥胚胎移植后的檢查①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的_________________________。

②_______________________了供體本身的繁殖周期。

③對供體施行_____________________處理后，增加后代數(shù)量。（3）胚胎移植的意義繁殖潛力大大縮短超數(shù)排卵思考與討論1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎?如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行怎樣的處理?提示：不一定能正常發(fā)育。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對受體進行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移人受體提供相同的生理環(huán)境。2.受體會不會對來自供休的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕有的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?提示：受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。提示：胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。4.胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認為這樣的概括正確嗎?為什么?提示：正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。三、胚胎分割1．概念：采用_____________________將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)_________________獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。機械方法移植2．所需主要儀器設(shè)備：_____________________和_____________________。體視顯微鏡顯微操作儀5.特點：每個后代具有相同的遺傳特性。3.理論基礎(chǔ)：細胞的_________________________。全能性4.物質(zhì)基礎(chǔ)：每個細胞核內(nèi)具有相同的__________________________。遺傳物質(zhì)6．操作對象及要求：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的__________________，將它移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下用__________________或_____________________分割。在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將_________________均等分割。桑葚胚或囊胚分割針分割刀內(nèi)細胞團7．注意事項(1)對囊胚階段胚胎進行分割時一定要均分____________________，若分割不均，會出現(xiàn)含____________________多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團(2)分割的份數(shù)越多，每一份的________________會越少，不但難以做到均等分割，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團的細胞所受的影響會越大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大，_____________________自然會越低。細胞數(shù)移植成功率四、到社會中去

荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高的奶牛品種之一。某良種公司引進了純種荷斯坦奶牛，并用胚胎分割技術(shù)繁育了良種荷斯坦奶牛群體。如果你是一名科技專欄的記者，現(xiàn)在需要寫一篇關(guān)于用胚胎分割技術(shù)繁育良種奶牛的報道，請寫出你準備向胚胎工程專家提出的三個問題，然后與其他同學(xué)交換問題，再以訪談錄的形式回答他提出的問題(可通過查閱網(wǎng)絡(luò)、書籍上的資料或向?qū)＜艺埥痰确绞浇鉀Q自己已回答不出的問題)。提示：學(xué)生可以向勝胎工程專家提出的問題有。公司繁育成功的良種奶牛將胚胎幾等分得到的后代?采用胚胎分割技術(shù)，理論上一頭純種荷斯坦奶牛一年可由代孕母牛生下多少頭小牛?實際得到了多少頭?如果理論值與實際值存在差異，產(chǎn)生差異的原因是什么?胚胎分割后經(jīng)移植獲得的同卵雙胎或多胎，是否保持了良種奶牛所有的優(yōu)良性狀?是否有生理缺陷?等等。1．關(guān)于試管動物技術(shù)概念的敘述，正確的是(

)A．通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)B．通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟，在體外受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)C．通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并將受精卵移植產(chǎn)生后代的技術(shù)D．通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟，在體外受精，并將受精卵移植產(chǎn)生后代的技術(shù)A提示：試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。五、總結(jié)及練習(xí)2．如圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱：A_________________；B______________；C_________________；D_______________。(2)寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱：甲_________________；乙________________________；丙__________________。(3)進行乙過程時，所取的樣本是_____________________。進行甲過程時，所使用的主要儀器設(shè)備是__________________________________，本過程的技術(shù)關(guān)鍵是_______________________________。囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團胚胎分割做DNA分析性別鑒定胚胎移植滋養(yǎng)層細胞顯微操作儀和體視顯微鏡將內(nèi)細胞團均等分割提示：(1)根據(jù)囊胚的結(jié)構(gòu)可知圖中