第3章第1节动物的胚胎发育和胚胎工程第2课时导学案

高二生物选修3 导学提纲12

第一节动物的胚胎发育和胚胎工程导学案2

——胚胎工程的主要技术与应用

【课前预习】

1．什么是胚胎工程？胚胎工程的操作对象和理论基础是什么？

2．胚胎工程包括哪些技术手段？

【创设情境1】

你听说过试管牛、试管羊以及试管婴儿吗？你知道什么是试管动物技术吗？

试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。在这项技术中，体外受精和早期胚胎的培养是最重要的两个环节。

【知识归纳】

一、胚胎工程是由、、、

、等组成的现代生物技术。胚胎工程操作的主要对象是、和早期胚胎细胞。

二、体外受精：

1.概念：体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。

2.原理：是指人工模拟体内环境，包括营养、温度、PH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。

【拓展】3.基本步骤：

（1）卵母细胞的采集：

对于实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等，采用的主要方法是：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。这种方法叫做超数排卵。

对于大型动物，如牛，采用的主要方法是：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。也可以借助一些特殊的工具从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，采集的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。

（2）精子的采集与获能：通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。

（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。（注：此处说的获能是指获得受精的能力，而不是获得能量）

【分析】克隆动物属于无性生殖，而试管动物属于有性生殖。

例1：关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是( )

A．精子和卵子受精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才能形成受精卵

C．成熟卵子与收集来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即胚胎发育和受精过程只需在体外进行

例2：超数排卵的做法正确的是( )

A．口服促性腺激素 B．注射促性腺激素

C．口服或注射促性腺激素 D．以上方法均不正确

例3：以下关于试管婴儿生产技术不存在的是（）

A、体外受精

B、细胞培养

C、胚胎移植

D、基因重组

三、胚胎的早期培养：

（1）培养液成分

哺乳动物胚胎的培养成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及动物血清等物质。

（2）培养过程

①精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。

②当胚胎发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存（－196℃的液氮）。

【创设情境2】

通常情况下，一只母羊一胎只能生1～2只羔羊，畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊的数量。怎样才能提高羊的繁殖速率呢？

四、胚胎移植：

1、胚胎移植技术：将良种母畜配种后，从其生殖道取出受精卵或早期胚胎，移植到生理状态相同的同种母畜体内，使之继续发育成新个体的技术。

其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。

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。因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。

2、进行胚胎移植的研究有什么现实意义？

加速育种工作和品种改良（提高优良品种家畜的繁育能力；加速品种改良的。）

可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量

3、【拓展】胚胎移植的生理学基础有哪些？

1)供体和受体相同的生理环境

2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能

3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。

4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变.

4.结合课本图3—9，简要分析胚胎移植的基本过程。

【拓展】胚胎移植的基本程序主要包括对供、受体的选择和处理，配种或进行人工授精，对胚胎的收集、检查、培养或保存，对胚胎进行移植，以及移植后的检查等步骤。

【分析】在牛的胚胎移植过程中，超数排卵、同期发情与胚胎的采集都是比较关键的技术。

同期发情是指利用激素处理供体与受体母牛，使之处于相同的生理状况。

超数排卵是指利用促性腺激素处理供体母牛，使其产生更多的卵子以便获得较多的胚胎。

胚胎的采集是指配种后利用特定的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。

5.胚胎移植成功与否要有两个条件

（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。

（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。

例5：“冲卵”是指（）

A. 把受精卵从子宫冲洗出来

B. 把卵细胞从子宫冲洗出来

C. 把卵细胞冲散，便于收集

D. 把胚胎从子宫冲洗出来

例6：下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )

A．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植

B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态

C．超数排卵技术要使用一定的激素

D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行

五、胚胎分割：

1．概念：是指用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。

【拓展】2．基本程序：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。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

【分析】内细胞团一般到囊胚阶段才出现，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。

3.特点:后代具有相同的遗传物质.克隆.

4.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.

5.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪

六、胚胎冷冻保存技术和动物性别控制技术：

1．胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。胚胎冷冻保存技术可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。

2．动物性别控制技术是指通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。

例7．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（）

A.试管动物培养

B.胚胎移植

C.胚胎分割移植

D.受精卵移植

例8．“试管婴儿”技术属于（）

A．胚胎移植B．组织培养 C．克隆技术D．基因工程

例9．（多选）胚胎移植技术目前主要应用于

A.解决某些不孕症者的生育问题

B.治疗某些遗传病

C.提高良种家畜的繁殖力

D.提高动物的抗病力

例10．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雌激素③孕激素④雄激素

A．①②B．①②③C．①③④D．②③

例11：下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：