高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程3.3 胚胎工程的应用及前景学案

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程3.3 胚胎工程的应用及前景学案，共4页。学案主要包含了胚胎移植，胚胎分割，胚胎干细胞等内容，欢迎下载使用。

一、胚胎移植
胚胎移植是指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体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为供体，接受胚胎的个体称为受体。
如转基因、核移植或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，这是胚胎工程的最后一道“工序”。
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，大大推动畜牧业的发展。
（1）同种动物排卵后，供、受体生殖器官的生理状况是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
（2）早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供了可能。
（3）受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。
要点提示
应对供体和受体母畜进行同期发情处理，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。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。
（1）对供体、受体的选择和处理。
（2）配种或进行人工授精。
（3）对胚胎的收集、检查、培养或保存。
（4）对胚胎进行移植。
（5）移植后的检查。
深化升华
胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。
二、胚胎分割
胚胎分割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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
进行胚胎分割时，应选择发育良好、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，然后，用分割针或分割刀进行分割。
具体操作程序：用分割针或分割刀刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先备好的空透明袋中，或直接将裸半胚移植给受体。
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。目前以二分胚胎的分割和移植效率最高。
疑点突破
囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么？为什么？
内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胎儿本身的基础细胞，将来发育成胎儿的各种组织；其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。进行胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则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，甚至不能发育等。
三、胚胎干细胞
哺乳动物的胚胎干细胞（embrynic stem cell）简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或从原始性腺中分离出来的一类细胞。
（1）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。（2）在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
（1）可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律。
（2）是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。
（3）可以用于治疗人类的某些顽症，如帕金森综合症、少年糖尿病等。
（4）通过ES细胞体外诱导分化，可定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
问题·探究
问题1
胚胎移植的基本程序包括哪些步骤？（以牛胚胎移植为例）
探究:

问题2
为什么哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的？
探究:因为哺乳动物发情排卵后，不管雌性动物妊娠与否，都会产生黄体，并维持一段时间，称为黄体期。在这段时间里，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体胚胎移入受体子宫内继续发育提供了相同的生理环境。
典题·热题
例1 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是( )
解析：基因型完全相同的小牛，表明两头小牛遗传物质相同。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎分割几等份，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。试管动物、胚胎移植和受精卵移植是指通过人工操作，使精子和卵细胞在体外成熟和受精，并发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术，所以，其生殖方式为有性生殖，后代具有不一样的基因型。
答案：C
误区警示
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。基因型完全相同可以是自然的同卵双胎或胚胎分割移植，题目中是表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，排除了第一种可能。
例2 下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，正确的一项是( )
C.人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞
D.人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞，也指成人身上的成年干细胞
解析：人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称为囊胚腔，腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化形成肝、肺和肠等，中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。
答案：B
深化升华
胚胎干细胞又称全能干细胞，是从哺乳动物包括人的早期胚胎分离培养出来的。它的一大特点是具有发育的全能性，可以参加整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞。
例3 以下关于胚胎分割移植的说法，不正确的是( )
A.就目前的胚胎分割移植技术而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功的比例较小
D.用分割针将桑椹胚分成两部分，可直接将裸半胚移植给受体
解析：一般到囊胚阶段出现内细胞团，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。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，甚至不能发育等问题。所以这一阶段不能随机分割，而应将内细胞团均等分割。
答案：C
例4 科学家将雌黑鼠乳腺细胞的细胞核移入白鼠去核的卵细胞内，待发育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宫，该褐鼠产下小鼠的体色和性别是( )
A.黑、雌B.褐、雌C.白、雄D.黑、雄
解析：将雌性黑鼠乳腺细胞核移入白鼠去核的卵细胞内，发育成早期胚胎后，再在褐色鼠的子宫内发育、分娩，产下小鼠的细胞核中的遗传物质主要来自雌性黑鼠，细胞质中的遗传物质来自白鼠的卵细胞，生物的性状主要由细胞核中的遗传物质决定，所以小鼠的体色表现为黑色，性别表现为雌性。
答案：A
深化升华
克隆动物的性状和性别都是可以选择的，克隆产物的性状和性别都和提供了细胞核的动物是一样的。
例5 下列对于优良种畜的胚胎移植的说法，不正确的是( )
解析：胚胎移植是繁殖优良种畜的最后一道工序，所提供的精子和卵子的供体必须是同一物种的良种，而受体牛只要求是同一物种健康牛即可，一般不必是良种。
答案：B