高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 胚胎工程技术及其应用导学案

第3节胚胎工程

第2课时　胚胎工程技术及其应用 

学习目标

1.概述胚胎工程技术的主要内容及原理

2.简述胚胎工程在生产实践中的应用

课前自主探究

一、体外受精

1．试管动物：通过人工操作使卵子在        受精，经培养发育为              后，再进行移植产生的个体。

2．体外受精技术的主要步骤：                     、                和          。

3.过程

卵母细胞的采集(培养至        期)

　↓

精子的获取(要在体外进行        处理)

　↓

 受精

4.体外受精的意义

（1）提高动物         的有效措施。       （2）为胚胎移植提供可用的     

提醒　试管动物和克隆动物的不同

(1)生殖方式不同：试管动物属于有性生殖；克隆动物属于无性生殖。

(2)培育的技术手段不同：试管动物需采用体外受精、胚胎移植等技术；克隆动物需采用核移植、胚胎移植技术。体外受精技术并非胚胎自始至终都在体外发育，而是胚胎发育的初期在培养皿或试管中，培养一段时间后需移植到母体内继续发育。

(3)是否遵循遗传定律：试管动物遵循遗传定律；克隆动物不遵循遗传定律。

二、胚胎移植

1．概念：是指将通过                及其他方式得到的胚胎，移植到                、 

              的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。

2．步骤：胚胎移植主要包括供体、受体的           ，配种或人工授精，胚胎的收集、

      培养或保存，胚胎的       ，以及移植后的检查等步骤。

3.过程(以牛的胚胎移植为例)

4．意义

(1)充分发挥雌性优良个体的                   。

(2)                   了供体本身的繁殖周期。

(3)对供体施行                 处理后，增加后代数量。

教材中的隐性知识　(1)源于选择性必修3 P62“相关信息”：超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。

(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”：胚胎移植的生理学基础

三、胚胎分割

1．概念：采用               将早期胚胎切割成                                 等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

2．所需主要仪器设备：                  和                 。

3．操作对象及要求：选择发育良好、形态正常的                    ，将它移入盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用             或             分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意                             。

4．胚胎分割的意义

(1)促进优良动物品种的繁殖，产生                相同的后代用于遗传学研究。

(2)对胚胎进行                  、                  等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。

易错易混辨析：

1．为了获得更多的卵母细胞，需用性激素对供体进行处理。 (   )

2．胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为两者生理特征相近，

易于成功。  (   )

3．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。 (   )

4．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。 (   )

5、受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植                              （   ）

6、胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能                          （   ）

7.胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚      (　 　)

8.在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理( 　　)

9.胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理          (　 　)

10在胚胎移植中，对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理    (　 　)

11.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂     (　   )

12.胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割                     (　 　)

课堂合作探究

探究一   体外受精

【情境探究】如图是哺乳动物体外受精示意图，请据图思考回答相关问题：

(1)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？

(2) 精子获能和体外受精过程模拟的是雌性动物的哪些部位的环境？

(3)精子的获能处理的方法是什么？

(4)怎样获得更多的卵子？

(5)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂的原因是什么？

(6)精子获能前进行离心处理的目的是什么？

(7)图中①过程的基础是什么？需要控制哪些外部条件？

【归纳总结】　

1.比较自然受精、人工授精和体外受精

2．“克隆羊”“试管羊”的产生过程及分析比较

探究二.胚胎移植

请思考回答有关胚胎移植相关问题：

（1）超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素？

 （2）某同学认为通过体外受精获得的受精卵可以直接移入受体动物体内。这种做法是否正确？如果不正确，应该如何操作？

（3）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？

（4）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？

（5）胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？为什么？

【归纳总结】

1．胚胎移植中的四个注意点

注意：①体外受精、体内受精形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖，动物体细胞核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖，即判断胚胎移植为何种生殖方式时，关键是看胚胎通过何种方式获得。

②胚胎的培养：在发育培养液中培养。

哺乳动物胚胎的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

③胚胎移植的地位

是胚胎工程的最终技术环节。在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。

探究三.胚胎分割

(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？

(2)分割囊胚期的胚胎时为什么强调将内细胞团均等分割？而鉴定胚胎的性别做DNA分析时却是取样的滋养层？

(3)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？

【归纳总结】 

1．胚胎分割的基础

(1)理论基础：胚胎细胞的全能性。

(2)物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。

2．有关胚胎分割的几点提醒

(1)分割要均等。分割囊胚的内细胞团时，一定要均等，若分割不均，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。

(2)分割的份数不能太多。分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会越低。

（3）同一胚胎经分割、移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂的过程、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性生殖或克隆。

（4）胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA分析

胚胎工程技术及应用答案  

课前自主探究

一、1、体外   早期胚胎    2、卵母细胞的采集     精子的获取    受精  3.MⅡ 　获能

　 4、（1）繁殖能力  （2） 胚胎

二、1、体外受精   同种的   生理状态相同    2、选择和处理   检查   移植

3.

4.（1） 繁殖潜力    （2）大大缩短  （3） 超数排卵

教材中的隐性知识　(1) 促性腺激素

(2)  胚胎移植的生理学基础

三、1、机械方法   2等份、4等份或8等份    2、体视显微镜   显微操作仪

3、桑椹胚或囊胚   分割针  分割刀   将内细胞团均等分割

4、（1）遗传性状  （2）性别鉴定   遗传病筛查

易错易混辨析：  ×√×√×   √×√×√  ××

课堂合作探究

探究一   体外受精

(1)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？

提示　需将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期，对精子进行获能处理。

(2) 精子获能和体外受精过程模拟的是雌性动物的哪些部位的环境？

(2)提示：精子获能模拟的场所是雌性生殖道，体外受精模拟的场所是输卵管。

(3)精子的获能处理的方法是什么？

提示：(3)将精子放入人工配制的获能液中使其获能。

(4)怎样获得更多的卵子？

提示：(4)利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子。

(5)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂的原因是什么？

提示：(5)促性腺激素是肽类化合物，饲喂会因消化道的消化作用而失去原有的效用。

(6)精子获能前进行离心处理的目的是什么？

提示：(6)除去精浆有利于精子获能。

(7)图中①过程的基础是什么？需要控制哪些外部条件？

提示：(7)动物细胞工程的基础是细胞培养，在培养过程中需要控制营养，温度和pH、渗透压，气体环境，无菌、无毒的环境等条件。

探究二.胚胎移植

（1）超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素？

（1）、性激素是由性腺产生并释放的，长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。促性腺激素由垂体产生并释放，作用于性腺，可以促进排卵，并且不会使性腺萎缩。

 （2）某同学认为通过体外受精获得的受精卵可以直接移入受体动物体内。这种做法是否正确？如果不正确，应该如何操作？

（2)提示：不正确，应该先培养到桑甚胚或囊胚期然后再进行移植。

（3）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？

提示　不能。胚胎移植成功需要的条件：①在同一物种的雌性供体和受体之间进行。②进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同，所以在移植前要对供、受体进行同期发情处理。

（4）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？

（4）、胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。

（5）胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？为什么？

（5）正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，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。

探究三.胚胎分割

(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？

桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。桑葚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。

(2)分割囊胚期的胚胎时为什么强调将内细胞团均等分割？而鉴定胚胎的性别做DNA分析时却是取样的滋养层？

因为囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层发育成胎盘、胎膜。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。取滋养层细胞做DNA分析鉴定性别，不会影响胎儿的发育。

(3)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？

相同。两者都属于无性繁殖。

（4）胚胎分割过程与“龙凤胎”在实质上有什么不同？

(4)提示：图示过程是将一个胚胎分割成两份，获得的两部分遗传信息完全相同，而龙凤胎属于异卵双胞胎，是由两个精子与两个卵子分别结合得到的两个胚胎发育成遗传物质不同的两个个体。