第3節(jié)第2課時(shí)胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用第2章細(xì)胞工程人教版高中生物

選擇性必修31簡述體外受精的主要操作步驟，簡述胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)和基本流程，說出胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。2簡述胚胎分割的概念、涉及的操作和應(yīng)用價(jià)值。

牛的生育率雖然很低，但是一頭母牛一生排出的卵細(xì)胞約200個左右，卵巢中卵母細(xì)胞數(shù)量是它的1000倍（20萬）；公牛平均每次射精5ml,精子數(shù)50億。

母牛其實(shí)是有很強(qiáng)的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。科學(xué)家們應(yīng)用試管動物技術(shù)解決了這一難題。那么如何實(shí)現(xiàn)良種?？焖俜敝衬?試管牛的工廠化生產(chǎn)><目標(biāo)一體外受精和胚胎移植1.1試管動物通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個體。體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植試管動物：1涉及的胚胎工程技術(shù)：21.2體外受精提高動物繁育能力，為胚胎移植提供可用的胚胎。包括

、

和

等步驟卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)精子的采集和獲能受精成熟培養(yǎng)獲能處理適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液過程：1意義：2卵母細(xì)胞的采集精子的獲取1.3胚胎移植將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。供體：受體：提供胚胎的個體接受胚胎的個體概念1體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因、核移植等1.3胚胎移植過程2優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工受精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植優(yōu)良公牛遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)有健康體質(zhì)和正常繁殖能力（一般用孕激素）用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經(jīng)移植可產(chǎn)生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。1.3胚胎移植早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。實(shí)質(zhì)：3供體職能1.3胚胎移植胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎供體：超數(shù)排卵處理意義：4地位：5受體職能承擔(dān)繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)受體承擔(dān)生育任務(wù)③對供體施行超數(shù)排卵處理增加了后代數(shù)量。②大大縮短了供體本身的繁殖周期一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)1胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1.將檢驗(yàn)合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進(jìn)行怎樣的處理？胚胎不一定能正常發(fā)育。一般情況下應(yīng)移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，在移植前應(yīng)對受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)1分析胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)2.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)1分析胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，遺傳特性與供體還是受體保持一致？

為什么？遺傳特性與供體保持一致。因?yàn)楣w胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳特性在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。1.胚胎移植的來源及生殖方式胚胎的來源生殖方式核移植無性生殖體外受精有性生殖體內(nèi)受精有性生殖2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義3.胚胎移植過程中的兩次處理和兩次檢查胚胎移植(1)采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)使其分裂為卵細(xì)胞才能與獲能的精子受精(

)采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)，使其發(fā)育到MⅡ期才能與獲能的精子受精。×(2)胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移(

)(3)超數(shù)排卵需注射外源促性腺激素(

)√√1.下列有關(guān)試管動物的說法，正確的是A.試管牛所采用的技術(shù)中包含克隆技術(shù)和體外受精、胚胎移植B.卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程C.試管嬰兒技術(shù)讓無法產(chǎn)生生殖細(xì)胞的夫婦得到自己的孩子D.試管動物的繁殖方式為無性生殖√試管牛所采用的技術(shù)包含體外受精、胚胎移植，但不包含克隆技術(shù)，A錯誤；卵子只有培養(yǎng)至MⅡ期時(shí)，才具備與精子受精的能力，B正確；獲得自己親生孩子的前提是夫妻必須能產(chǎn)生有活力的生殖細(xì)胞，否則就不能得到自己的親生孩子，C錯誤；試管動物的繁殖方式為有性生殖，D錯誤。2.(2023·廣東，3)科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎，并將其移植到長角羚羊體內(nèi)，使后者成功妊娠并產(chǎn)仔，該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過程不涉及的操作是A.超數(shù)排卵

B.精子獲能處理

C.細(xì)胞核移植

D.胚胎培養(yǎng)√由題干信息可知，該過程通過體外受精獲得胚胎，再通過胚胎移植，使長角羚羊成功妊娠并產(chǎn)仔，因此需要進(jìn)行超數(shù)排卵、精子獲能處理，并對獲得的受精卵進(jìn)行胚胎培養(yǎng)；由于該過程為有性生殖，因此不涉及細(xì)胞核移植，C符合題意。

你能想到進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路嗎？內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分開，形成一模一樣的雙胞胎同卵雙胞胎的形成示意圖可以分割胚胎，讓其各自發(fā)育成新的個體。><目標(biāo)一胚胎分割2.1胚胎分割早期胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)理論依據(jù)：1概念：2體視顯微鏡、顯微操作儀

分割針或分割刀無性生殖（克?。┚哂邢嗤倪z傳物質(zhì)發(fā)育良好的,形態(tài)正常的囊胚或桑葚胚(2)生殖方式：(4)分割后胚胎去向：(5)儀器和工具：(1)胚胎時(shí)期選擇：(3)后代遺傳特點(diǎn)：直接移植給受體或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割體視顯微鏡2.1胚胎分割囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針分割針做DNA分析，鑒定性別二分胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胚胎移植盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下分割已知性別胚胎牛胚胎性別鑒定和分割示意圖過程：3胚胎分割動態(tài)演示2.1胚胎分割①可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進(jìn)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胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)：4做DNA分析，鑒定性別一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格活動2分析胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意什么？為什么？對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)2胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)胚胎分割并不是分割的份數(shù)越多，效率越高。因?yàn)榉指畹姆輸?shù)越多，分割后胚胎成活率越小。做DNA分析，鑒定性別2.胚胎分割是不是分割的份數(shù)越多，效率越高？為什么？

一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)2胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)

滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析，鑒定性別3.做性別鑒定時(shí)選取哪部分細(xì)胞進(jìn)行DNA分析？為什么？

①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，如果取了內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，可能會影響胎兒以后的發(fā)育。②滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞都是由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂和細(xì)胞分化形成，具有相同的遺傳物質(zhì)。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)2胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)4．原腸胚時(shí)期適合進(jìn)行胚胎分割嗎？為什么？原腸胚不適合進(jìn)行胚胎分割，多數(shù)是對桑葚胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割。因?yàn)樵c胚已分化出三個胚層，每個胚層細(xì)胞的分化方向已確定，只分割出一部分胚層細(xì)胞就不能發(fā)育為一個完整的幼體。外胚層內(nèi)胚層原腸腔滋養(yǎng)層(1)桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植(

)胚胎分割移植用的胚胎一般發(fā)育到桑葚胚或囊胚時(shí)期，不能將原腸胚時(shí)期的胚胎進(jìn)行分割移植?！?2)對桑葚胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(

)×對囊胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(3)胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖，但胚胎分割是無性繁殖(

)√3.胚胎分割技術(shù)是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，下列關(guān)于這一技術(shù)的敘述，正確的是①胚胎分割是將早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎③胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖，因此屬于克?、芘咛シ指罴夹g(shù)可以分割任意時(shí)期的胚胎A.①② B.②③C.①③④ D.①②③④√胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，但不能任意分割成多份，也不能分割任意時(shí)期的胚胎；通過胚胎分割獲得后代的過程是無性繁殖，屬于克隆。4.(2023·湖南長沙高二期中)羊奶營養(yǎng)豐富，易于吸收，被稱為“奶中之王”。如圖表示研究人員利用胚胎工程繁育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奶羊的過程，下列說法錯誤的是A.圖示繁育高產(chǎn)奶羊的過程中應(yīng)用了體外受精、胚胎分割、胚胎移植等技術(shù)B.進(jìn)行③過程應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚C.進(jìn)行過程⑤時(shí)可以選擇原腸胚D.通過③過程獲得兩個遺傳物質(zhì)相同的后代，屬于無性繁殖√進(jìn)行過程⑤時(shí)，移植的胚胎不能晚于囊胚期，C錯誤。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建五分鐘查落實(shí)【要語必背】1.胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。2.胚胎分割一般選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。3.對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，最關(guān)鍵的是要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，做DNA性別鑒定一般取囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞。【長句表達(dá)】1.采集的精子需進(jìn)行獲能處理，目的是

。2.胚胎移植前，首先要對供、受體進(jìn)行選擇，選擇標(biāo)準(zhǔn)為：供體是_____

的個體，受體是

的個體，并用激素對供受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。3.胚胎移植的實(shí)質(zhì)是

。4.進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮

。5.胚胎移植需收集胚胎，收集胚胎時(shí)沖卵的生理學(xué)基礎(chǔ)是________________________________________________________________