高中生物选修3优质学案13：3.3 胚胎工程的应用及前景
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高中生物选修3
1 胚胎工程的应用及前景
一、学习目标
1、结合牛胚胎核移植示意图,认真理解胚胎核移植的生理基础,并能叙述胚胎核移植的具体操作程序。
2、根据胚胎发育各个阶段的特点,识记进行胚胎切割所需的仪器和注意事项,并能了解其实际意义。
3、依据胚胎干细胞的分离途径,知道胚胎干细胞的分类、功能和具体用途。
二、学习重点
1、胚胎核移植的具体操作程序；
2、胚胎切割所需的仪器和注意事项；
3、胚胎干细胞的分类、功能和具体用途。
三、学习难点
胚胎核移植的具体操作程序
四、课前预习
1、胚胎工程的技术
胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的 、
和 。
2、完成下列表格内容：
胚胎移植 概念 指将雌性动物的 ，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到 的、 的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
实质 实际上是生产胚胎的 （提供胚胎的个体）和孕育胚胎的
（接受胚胎的个体）共同繁殖后代的过程。
胚胎获取的方式 转基因、核移植、体外受精等技术。
重要性 是胚胎工程其他技术的 。
现状 详见教材相应内容。
意义 (1)充分发挥雌性优良个体的 ，如教材图3-17。 高中生物选修3
2 (2)大大缩短了供体本身的 ,增加了供体一生繁殖后代的数量。
成功
关键 与供体和受体的生理状况有关。
生理学
基础 （1）生理环境：同种动物供、受体的 相同；
（2）胚胎收集：哺乳动物早期胚胎形成后，一定时间内不会与 建立组织联系，而是出于 状态,为胚胎收集提供可能；
（3）胚胎存活：受体对外来胚胎基本上不发生 反应；
（4）遗传特性：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎 在孕育过程中不受任何影响。
基本
程序 详见牛胚胎移植流程图
我国概况及发展前景
胚胎分割 概念 是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得
或多胎的技术。
所属
范畴 繁殖或克隆的方法之一
基础 （1）理论基础： ；
（2）物质基础： 。
我国
成就 详见教材相应内容。
方法 仪器 主要为实体显微镜和显微操作仪
流程 选材 发育良好、形态正常的 或 。
分割 在盛有 的培养皿中，用
或 将胚胎切开，吸出 ，注入 中，或直接将 移植给受体。（注意：切割囊胚阶段的胚胎要将内细胞团 分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。）
应用 性别鉴定或胚胎移植（同卵双生或多生），教材图3-23
存在 刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上还存在差异。 高中生物选修3
3 问题 最常见产生的是同卵双胎，而产生同卵多胎的可能性有限的。
胚胎干细胞 概念 简称 或EK细胞，是由早期胚胎或 中分离出来的一类细胞
特性 形态上 体积小、 大、核仁明显。
功能上 具 ，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
其他 体外培养条件下，可 而不 。可冷冻保存，可也遗传改造。
应用
价值 医学 治疗人类的某些顽症（难题、理论基础、取得成果，展望）
培育 ，解决临床供体器官不足和器官移植免疫排斥问题。
基础
生物学 是研究体外细胞分化的理想材料，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。（方法）
畜牧学 用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究（内容）。
发展前景 ES细胞的分离、培养体系的研究，ES细胞的选择、检测和全能性的维持，是胚胎工程的前沿课题之一，是当前生命科学研究的热门课题之一。
牛胚胎移植流程图:
【课前问题质疑与讨论】
1.胚胎移植的繁殖方式一定是有性繁殖吗?为什么? 高中生物选修3
4
2.胚胎移植时为什么两次使用激素?
3.胚胎分割在什么时期进行，为什么要将内细胞团均等分割？
4.用患者本人的干细胞诱导分化所得到的器官进行移植，其最大的优点是什么？
六、巩固练习
1．试管婴儿之父——罗伯特·爱德华兹因体外受精技术获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。体外受精技术又称试管婴儿技术，包括超数排卵、取卵、体外受精、胚胎培养、胚胎移植等相关技术。下列有关叙述，不正确的是( )
A．使用一定的激素才能实现超数排卵
B．采集的卵母细胞经培养后才能完成受精
C．卵母细胞达到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力
D. 受精卵需要导入抗病毒基因才能正常发育
2.老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β—淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β—淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是( )
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术 C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
3．在胚胎移植的整个过程中，与之有关的激素包括( )
①促性腺激素 ②雌性激素 ③孕激素 ④雄性激素
A．①② B．①②③
C．①③④ D．②③
4．梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
5．帕金森氏综合征是由于大脑某个部位的脑细胞受损，而使其相应的功能丧失导致的。若高中生物选修3
5 用胚胎干细胞移植治疗病人，应该是( )
A．将胚胎干细胞直接植入病变部位
B．将胚胎干细胞通过血液输送到病变部位
C．将胚胎干细胞定向诱导为相应的神经元来替代受损的脑细胞
D．将胚胎干细胞定向诱导为脑细胞，通过血液输送到受损部位
6．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业、制药业等领域发挥重要作用，下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。请据图回答下列问题：
(1)采集的精子需_______处理后才能进行受精作用；卵子的成熟过程在_______中进行。
(2)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于____________________。此过程的进行需要将胚胎培养至________________时期。
(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用________技术，它可看作________(填“有性”或“无性”)繁殖。
(4)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如胚胎干细胞培养技术，这种细胞是从______________中分离出来的。
7．如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：
(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，克隆动物特有的技术手段是________技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是________。
(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要高中生物选修3
6 添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等天然成分。
(4)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用____________________技术将药用蛋白基因导入到____________________中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是______________技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。
(5)纯种荷斯坦奶牛的胚胎能在受体黄牛的子宫内存活并正常发育的生理原因是________________________________________________________________________。
(6)已知哺乳动物的早期胚胎发育分为受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚几个阶段，那么从受精卵到桑椹胚阶段，细胞分裂的方式是__________________。囊胚的________________发育成胎儿的各种组织，滋养层发育成胎儿的胎膜和胎盘。胚胎分割是将发育良好、形态正常的____________移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或者分割刀进行分割。
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7 ——★ 参 考 答 案 ★——
六、巩固练习
1．D 2．A 3．B 4．D 5．C
6．(1)获能 输卵管
(2)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖力 桑椹胚或囊胚
(3)胚胎分割 无性
(4)早期胚胎或原始性腺
[解析](1)受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合为受精卵的过程，成熟的精子要获能才具有受精能力，在减数第一次分裂前后，卵子从卵巢中排出进入输卵管，然后在输卵管中发育到减数第二次分裂中期才能进行受精作用，因此卵子的成熟部位为输卵管。
(2)图中A表示胚胎移植过程，胚胎移植是胚胎工程实施过程中的重要环节，其能充分发挥优良个体的繁殖潜力，大大推动畜牧业的发展。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期。
(3)通过胚胎分割，可以提高胚胎的利用率，可看作无性繁殖。
(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从原始性腺中获得。
7．(1)核移植 无性生殖 (2)促性腺 (3)动物血清 (4)显微注射 受精卵 DNA分子杂交
(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 (6)有丝分裂 内细胞团 桑椹胚或囊胚
[解析](1)克隆动物属于无性繁殖，需要进行核移植，而此图是体外受精属于有性生殖，不需要核移植。
(2)对供体母牛进行超数排卵需要用促性腺激素对供体母牛超数排卵处理。
(3)受精卵培养液除了加入营养物质等外还需要添加天然成分动物血清。
(4)动物基因工程中应采用显微注射法将目的基因导入到受精卵细胞中，检测DNA是否导入应采用DNA分子杂交，如果有杂交带出现说明成功导入。
