第2章細胞工程第3節胚胎工程二胚胎工程技術及其應用導學案【生命觀念】簡述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應用價值。【科學思維】運用胚胎工程的基本概念和原理，對生產、生活中的相關問題進行分析與判斷。【社會責任】認同在胚胎工程技術的發展和應用中體現了科學、技術和社會的互動關系。【教學重點】1.胚胎工程的主要技術及其原理。2.胚胎工程在生產實踐中的應用。【教學難點】胚胎工程中胚胎移植的生理學基礎和基本操作步驟。試管動物是通過人工操作使卵子在體外受精，經培育發育為早期胚胎后，再進行移植產生的個體。這個過程中，首先要做的就是體外受精。一、體外受精1.過程：哺乳動物的體外受精技術主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。2.意義：體外受精技術是提高動物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎。二、胚胎移植1.概念：將體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物的體內，繼續發育為新個體的技術。“供體”：提供胚胎的個體。主要職能：產生具有優良遺傳特性的胚胎。“受體”：接受胚胎的個體。主要職能：繁重而漫長的妊娠和育仔任務。2.意義：可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力。大大縮短了供體本身的繁殖周期。同時對供體施行超數排卵處理后，可獲得多枚胚胎，經移植可得到多個后代，這使供體的后代數是自然繁殖的十幾倍到幾十倍。3.胚胎移植的過程供體、受體的選擇和處理→發情配種或人工授精→胚胎的收集、檢查、培養或保存→胚胎的移植及移植后的檢查。【思考·討論·胚胎移植的生理學基礎】1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常發育嗎？如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理？不一定能正常發育。一般情況下檢查合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀況相同的受體子宮內，胚胎才能繼續發育。在胚胎移植前要對受體進行同期發情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環境。2.受體會不會對來自供體的胚胎發生免疫排斥反應？受體對來自供體的胚胎基本上不會發生免疫排斥反應。3.胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？為什么？胚胎移植后，經受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致，供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯系，其遺傳物質在孕育過程中不會發生任何變化。4.胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎？為什么？正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環境條件的一致性密切相關。只有供體、受體生理環境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續發育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。【注意事項】（1）該過程中兩次使用激素：第一次對供、受體進行同期發情處理；第二次用于供體的超數排卵。（2）該過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。（3）胚胎移植成功與否要有兩個條件：胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態要相同。胚胎移植作為胚胎工程的最終技術環節，還將推動胚胎工程其他技術的研究和應用。4.試管動物和克隆動物的比較試管動物克隆動物生殖方式有性生殖無性生殖技術手段體外受精、動物細胞培養、胚胎移植核移植技術、動物細胞培養、胚胎移植遺傳物質來自兩個親本主要來自核供體遺傳規律遵循不遵循三、胚胎分割1.概念：采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。2.繁殖方式：無性繁殖（克隆）。3.理論基礎：早期胚胎干細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性。4.所需要的主要儀器設備：體視顯微鏡和顯微操作儀。分割用具：分割針或分割刀。5.選擇分割的胚胎：發育良好的、形態正常的桑葚胚或囊胚。注意：分割囊胚時，要將內細胞團均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發育。6.分割后胚胎去向：可以直接移植給受體或經體外培養后，再移植給受體。7.過程：性別鑒定的取樣部位：滋養層；性別鑒定的方法：DNA分析。8.胚胎分割的優點和局限性（1）胚胎分割的優點：①可以促進優良動物品種的繁殖；②產生的遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料；③在胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。（2）胚胎移植的局限性實踐證明，采用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。另外，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題。【課堂作業】1.下列有關哺乳動物體外受精的敘述，正確的是（D）A.給實驗動物注射促性腺激素，使其產生更多的精子B.從輸卵管中采集的卵母細胞經培養后才能與獲能的精子受精C.獲能的精子和成熟的卵子，不能在獲能溶液中完成受精D.卵母細胞與精子受精后才能完成減數第二次分裂2.關于胚胎移植生理學基礎的敘述，不正確的是（D）A.在發情后的最初一段時間，母牛即使沒有受精，其生殖系統也處于受精后的生理狀態B.胚胎在受體子宮中發育，不改變其基因型C.一般來說，同一物種的受體母畜對于具有外來抗原物質的胚胎并沒有免疫排斥現象D.移植的胚胎，依靠自身儲存的營養物質繼續完成胚胎發育3.下列有關胚胎分割敘述不正確的是（D）A.通過胚胎分割可以產生基因型相同的個體B.胚胎分割移植，實現同卵多胎的成功率較低C.取滋養層細胞進行性別鑒定、遺傳病篩查，是因為囊胚的滋養層和內細胞團是由同一受精卵分裂產生的D.胚胎分割時可采用胰蛋白酶處理囊胚，將內細胞團細胞分散開4.下圖為牛胚胎