第三章胚胎工程第11課時

胚胎工程及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解胚胎工程的原理。2.理解體外受精、胚胎分割、胚胎冷凍保存、動物性別控制等主要技術(shù)手段的方法與過程。3.掌握胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)、基本程序和意義。4.舉例說出胚胎工程的應(yīng)用。基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)重點難點探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測欄目索引基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)答案一、胚胎工程與體外受精技術(shù)1.胚胎工程包括哪些現(xiàn)代生物技術(shù)？答案胚胎工程是由體外受精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)、胚胎冷凍保存技術(shù)、性別控制技術(shù)和胚胎干細(xì)胞技術(shù)等組成的現(xiàn)代生物技術(shù)。2.胚胎工程操作的主要對象是什么？答案主要是生殖細(xì)胞、受精卵和早期胚胎細(xì)胞。3.胚胎工程的理論基礎(chǔ)是什么？答案胚胎發(fā)育學(xué)。4.人工授精是體外受精嗎？為什么？答案不是。人工授精(AI)是指采用非性交的方式將精子遞送到雌性生殖道中以達(dá)到使雌性受孕目的的一種輔助生殖技術(shù)(ART)。實際上，還是屬于體內(nèi)受精。而體外受精是指哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。5.哺乳動物的體外受精主要包括幾個主要步驟？答案體外受精技術(shù)包括采集精子、采集卵母細(xì)胞和受精等主要步驟。答案6.常用的采集精子的方法是什么？答案采集精子的方法主要是假陰道法。7.精子獲能的方法有哪些？答案將牛、羊等家畜的精子放入一定濃度的肝素或A23187(鈣離子載體)溶液中，實現(xiàn)獲能。答案8.閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，比較卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)方法，填寫下表。答案分類舉例采集卵母細(xì)胞的過程優(yōu)點缺點______較大型動物如

、

___等借助超聲波探測儀和內(nèi)窺鏡等，將注射器針頭刺入

中將

_______和

一并吸出，再在顯微鏡下進(jìn)行篩選___________________________________________________不能用于

_______抽吸法牛豬卵泡卵泡液卵母細(xì)胞有目的地選擇卵泡，分離得到適當(dāng)成熟程度的卵子小動物答案__________法較小型的動物如

、

____等將

置于培養(yǎng)皿中，用針頭刺破

，當(dāng)其中的_____完全破裂時，

和____

會一并排出，再在顯微鏡下進(jìn)行篩選

______________________________________________有可能刺傷_____機械破碎小鼠兔卵巢卵巢卵泡卵母細(xì)胞卵泡液可得到大量的卵母細(xì)胞，各種成熟程度的卵子都存在卵子9.對于較小型的動物，還可以采用什么方法采集卵母細(xì)胞？有何優(yōu)點？答案還可以采用促性腺激素處理的方法，使其超數(shù)排卵，這樣獲得的卵子可直接與獲能后的精子進(jìn)行體外受精。10.體外受精是在什么樣的溶液中完成的？答案在人為控制的適宜條件下和專用的受精溶液中，獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子同時培養(yǎng)一段時間，可以完成受精過程。答案11.體外受精技術(shù)有哪些應(yīng)用？答案

(1)可用于研究哺乳動物生殖細(xì)胞的發(fā)生、受精和早期胚胎發(fā)育機制等；(2)在家畜品種改良中，為胚胎生產(chǎn)提供了廉價而高效的手段，對充分利用優(yōu)良品質(zhì)資源、縮短家畜繁殖周期，加快品種改良速度等有重要價值。(3)是哺乳動物胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和性別控制技術(shù)等不可缺少的組成部分。答案二、胚胎移植1.閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，總結(jié)哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液成分。答案一般包括無機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。2.不同動物胚胎移植的時間是不同的，牛、羊和人一般在什么時間進(jìn)行？答案

(1)牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段才進(jìn)行移植。(2)人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在8～16個細(xì)胞階段移植。答案4.分析概念，回答下列問題：(1)除了體內(nèi)受精、體外受精獲得胚胎，還有什么方式可以獲得胚胎？答案核移植技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、胚胎分割技術(shù)等方式也可獲得胚胎。

(2)胚胎移植中提供胚胎的個體稱為“

”，接受胚胎的個體叫“_____”。

(3)胚胎移植時，供體的主要職能是什么？答案產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。答案供體受體3.什么是胚胎移植技術(shù)？答案指將良種母畜配種后，從其生殖道取出早期胚胎或通過體外受精及其他方式(如轉(zhuǎn)基因、核移植)得到的胚胎，再移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使它們進(jìn)一步發(fā)育為新個體的技術(shù)。(4)胚胎移植中受體必須具備什么條件？答案

①健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力；②同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。(5)胚胎移植的結(jié)果是什么？答案獲得具有與優(yōu)良供體相同性狀的子代個體。答案三、胚胎分割技術(shù)1.什么是胚胎分割技術(shù)？答案胚胎分割技術(shù)是指用機械方法將早期胚胎平均分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙生或同卵多生后代的技術(shù)。2.胚胎分割的理論基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？答案

(1)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。(2)物質(zhì)基礎(chǔ)：每個細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)。答案3.為什么說胚胎分割技術(shù)也是動物克隆的方法之一？答案胚胎分割技術(shù)是將同一胚胎分割成幾等份，借助胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生遺傳物質(zhì)完全相同的后代，是一種無性繁殖的方式，因此，也屬于動物克隆的一種方法。4.囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有何功能？對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時要注意什么？為什么？答案內(nèi)細(xì)胞團(tuán)在囊胚階段才出現(xiàn)，它將來發(fā)育成胎兒的各種組織。對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。答案5.胚胎分割時應(yīng)如何選擇胚胎？答案胚胎分割時應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。6.分割過程中，主要需要哪些儀器設(shè)備？答案儀器設(shè)備：實體顯微鏡和顯微操作儀，其他工具：分割針或分割刀。7.目前，科學(xué)家還通過胚胎冷凍保存技術(shù)建立起胚胎庫。該技術(shù)有何優(yōu)點？答案該技術(shù)使胚胎移植技術(shù)不受時間和地域的限制，簡化引種的過程。答案四、胚胎工程的應(yīng)用列舉胚胎工程有哪些應(yīng)用？答案

(1)在畜牧業(yè)生產(chǎn)上：①大量繁育家畜良種；②控制家畜后代的性別比例。(2)在醫(yī)學(xué)及科學(xué)研究上也有重要應(yīng)用，如胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。答案返回重點難點探究一、比較自然受精、人工授精和體外受精答案比較項目自然受精人工授精體外受精不同點過程雌雄動物交配完成用人工的方法將雄性動物的精液注入雌性生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場所雌性動物

中雌性動物

中

中相同點(1)精子獲能，卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖輸卵管輸卵管體外培養(yǎng)液答案二、動物克隆、植物組織培養(yǎng)、試管動物的比較比較項目動物克隆植物組織培養(yǎng)試管動物(嬰兒)生殖方式無性無性有性遺傳物質(zhì)來源

個親本

個親本

個親本性別決定提供核親本一般沒有精子類型用途優(yōu)良種畜快速繁育，可選擇性別快速繁殖無病毒植株解決不孕不育現(xiàn)狀不成熟____________212成熟成熟三、胚胎移植近10年來，牛、羊的胚胎移植在我國部分地區(qū)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段，這些成果大大推動了我國畜牧業(yè)的發(fā)展。如圖為胚胎移植過程示意圖，請據(jù)圖回答以下問題：答案(1)胚胎移植技術(shù)是指將良種母畜____后，從其生殖道取出__________________________________________，再移植到同種的____________的其他雌性動物的體內(nèi)，使它們進(jìn)一步發(fā)育成為新個體的技術(shù)。這一技術(shù)又被形象地稱為“借腹懷胎”。(2)胚胎移植對甲、乙、丙牛的要求分別是________、________和________。丁牛為________________________。(3)過程①、②分別是______________和_________。(4)過程③常用______________的方法對甲牛進(jìn)行處理。配種生理狀態(tài)相同早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到的胚胎優(yōu)質(zhì)母牛普通母牛優(yōu)質(zhì)公牛有價值的后代(優(yōu)質(zhì)牛)同期發(fā)情處理胚胎移植注射促性腺激素(5)胚胎移植成功的標(biāo)志是____________________________________。(6)此種繁殖方式為_____生殖，此技術(shù)的意義在于____________________________________。快速大量繁殖優(yōu)良移植的胚胎在供體內(nèi)能正常發(fā)育并分娩

有性種牛，提高經(jīng)濟(jì)效益答案四、胚胎分割技術(shù)為提高胚胎的利用率，科學(xué)家們又研究了胚胎分割技術(shù)，閱讀教材內(nèi)容，結(jié)合下圖思考胚胎分割技術(shù)的有關(guān)問題。答案(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱：A________，B________，C________，D__________。(2)填出甲、乙、丙過程的技術(shù)或名稱：甲__________，乙___________________，丙_________。囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胚胎分割做DNA分析性別鑒定胚胎移植(3)進(jìn)行乙過程時，所取的樣本是_____。進(jìn)行甲過程時，所使用的基本儀器是_______________________；本過程的技術(shù)關(guān)鍵是___________________。(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中取得成功，但仍然存在一些問題，如___________________________________________等，同時很難獲得同卵多胎，成功率較高的是_________。(5)對被分割的胚胎的要求是_____________________________________。發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚滋養(yǎng)層顯微操作儀和實體顯微鏡將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割剛出生的動物體重偏低，毛色和斑紋上存在差異同卵雙胎答案返回1.我國首例“虎獅獸”于2002年在“南京紅山動物園”誕生，利用了雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”而產(chǎn)生，完成這一過程需要解決的問題是(

)A.精子在體外用獲能物質(zhì)處理B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜便于精子進(jìn)入C.抽取精子、卵子的細(xì)胞核進(jìn)行融合D.精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵解析體外受精是讓獲能的精子和卵子在體外結(jié)合，然后轉(zhuǎn)移至母體內(nèi)發(fā)育，它依據(jù)的是體內(nèi)受精的原理，故精子必須獲能，其他方法操作易損傷細(xì)胞。隨堂達(dá)標(biāo)檢測1234A解析答案52.下列哪項不是人工授精和體外受精的區(qū)別(

)A.人工授精能更有效地發(fā)揮公畜的優(yōu)良特性B.體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能C.人工授精和體外受精的本質(zhì)不同D.人工授精的精卵結(jié)合在母畜體內(nèi)，而體外受精的這一過程在母畜體外解析人工授精是用人工的方法，把公畜的精液注入到母畜的生殖道內(nèi)，使精卵結(jié)合，體外受精是將人工獲取的精子和卵子在體外完成受精。這兩者的本質(zhì)都是兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，只不過前者是在體內(nèi)完成的，后者是在體外完成的。

解析答案1234C53.可以與獲能精子進(jìn)行體外受精的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到什么時期(

)A.MⅠ期

B.MⅡ中期C.桑椹期

D.囊胚期

解析卵母細(xì)胞培養(yǎng)到MⅡ中期時才能受精，因為MⅡ中期卵母細(xì)胞的細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)已經(jīng)成熟，而MⅠ期卵母細(xì)胞的細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)尚未成熟，其細(xì)胞質(zhì)不能支持胚胎的全程發(fā)育。B解析答案123454.既能進(jìn)行胚胎性別鑒定，又能進(jìn)行胚胎