胚胎工程导学案高二下学期生物人教版选择性必修3

2.3 胚胎工程学案
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学习目标：
1.简述受精和胚胎发育的基本过程。

2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。

3.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。

4.认同胚胎工程技术的发展和应用体现了科学、技术、社会的互动关系。

胚胎工程的理论基础
基础学习
胚胎工程：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。

胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。

1.操作对象：；
2.技术种类：；
3.理论基础：；
4.工程实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作；
一、受精
1.概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。

（细胞膜的功能：；细胞膜结构特点：）
2.场所：
3.过程：受精前的准备阶段和受精阶段
准备阶段1：精子获能
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“”（指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。

）获能方法：
①利用雌性动物的生殖道让精子。

②将精子培养在人工配置的中使其获能等。

常用有效成分：Ca2+载体、肝素等。

准备阶段2：卵子的准备
①卵子一般在排出后才能被精子穿入。

②动物排出的卵子成熟程度不同：有的可能是，如马、犬等；有的可能是
，如猪、羊等。

③卵子成熟的场所：
④卵子具备与精子受精能力的时期：
⑤具备受精能力的卵子结构。

受精：
（1）防止多精入卵的两个屏障_____________________________
（2）受精的标志_________________________________________
_________________________________________
（3）受精完成的标志_____________________________________
二、胚胎早期发育
1.场所：
2.过程：
（1）在内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为。

（分裂方式：）
场所：
特点：
（2）当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为。

特点：每个细胞都具有发育成的潜能。

特点：细胞开始
内细胞团：
结构：滋养层细胞：
囊胚腔
囊胚进一步扩大会导致透明带破裂破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做。

孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。

（4）原肠胚：
外胚层
中胚层
内胚层
思考·讨论不同动物受精卵发育的比较
讨论：1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。

2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎? 如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。

牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。

胚胎工程技术及其应用
一、体外受精
1.试管动物：通过人工操作使在受精，经培养发育为后，再进行移植产生的个体。

2.体外受精的步骤：卵母细胞的采集；精子的获取；受精。

（1）采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行和处理，然后才能用于体外受精。

（2）一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的中共同培养一段时间，来促进它们完成。

3.意义：
（1）是提高动物繁殖能力的有效措施。

（2）还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。

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? 。

二、胚胎移植（胚胎工程最终技术环节）
1.概念：胚胎移植是指将通过及其他方式（转入目的基因的受精卵、
和）得到的胚胎，移植到的、相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术。

供体：提供胚胎的个体。

受体：接受胚胎的个体。

2.过程：见教材
3.优势：。

思考•讨论胚胎移植的生理学基础
1.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?
不一定，检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。

移植前应对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。

2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?
（移入胚胎存活的基础）。

3.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？
与供体保持一致。

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发生变化。

你认为这样的概括正确吗?
正确
三、胚胎分割
1．概念：指采用方法将切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得双胎或多胎的技术。

2．实质：或。

3．仪器用具：
仪器：体视显微镜、显微操作仪；分割用具：分割刀或分割针。

4.理论基础：动物胚胎细胞的。

5．过程：
第一步：选择胚胎：发育良好、形态正常的或。

第二步：分割胚胎：将其移入盛有的培养皿中，然后再显微镜下用分割针或分割刀分割。

在分割囊胚阶段的胚胎时，要将。

第三步：胚胎移植：分割后的胚胎可以移植给受体或经后再移植给受体。

讨论1.胚胎移植前，为什么要对胚胎进行DNA分析和性别鉴定？
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。

讨论2.为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？
①避免损伤内细胞团；
②滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，含有相同的遗传物质。

【习题巩固】
1.下列说法正确的是（多选）
A. 试管动物的制备属于无性繁殖
B. 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移
C. 胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，也可直接移植受精卵
D. 超数排卵需外源促性腺激素
2.对胚胎分割技术的叙述错误的是()
D.对移植的胚胎进行性别鉴定时，应选取囊胚期内细胞团的细胞进行鉴定
3. 下列关于牛体外受精、胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是（）
A. 精子和卵子结合形成受精卵后即可移入母牛子宫
B. 采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液形成受精卵
C. 成熟的卵子与处理后的精子相遇形成的受精卵需培养到一定阶段才可移植
D. 体外受精胚胎的工厂化生产是指胚胎发育和受精过程都在体外进行。