高中生物同步备课系列【备学案】2.3.2 胚胎工程技术及其应用 导学案（教师版）-人教2019版选择性必修3

第2章细胞工程第3节胚胎工程二胚胎工程技术及其应用导学案【生命观念】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。【科学思维】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。【社会责任】认同在胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。【教学重点】1.胚胎工程的主要技术及其原理。2.胚胎工程在生产实践中的应用。【教学难点】胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。这个过程中，首先要做的就是体外受精。一、体外受精1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。2.意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。二、胚胎移植1.概念：将体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内，继续发育为新个体的技术。“供体”：提供胚胎的个体。主要职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。“受体”：接受胚胎的个体。主要职能：繁重而漫长的妊娠和育仔任务。2.意义：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。大大缩短了供体本身的繁殖周期。同时对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。3.胚胎移植的过程供体、受体的选择和处理→发情配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎的移植及移植后的检查。【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？不一定能正常发育。一般情况下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。在胚胎移植前要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，这样才能为供体的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？受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。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？胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致，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会发生任何变化。4.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？为什么？正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。【注意事项】（1）该过程中两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。（2）该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。4.试管动物和克隆动物的比较试管动物克隆动物生殖方式有性生殖无性生殖技术手段体外受精、动物细胞培养、胚胎移植核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植遗传物质来自两个亲本主要来自核供体遗传规律遵循不遵循三、胚胎分割1.概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.繁殖方式：无性繁殖（克隆）。3.理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。4.所需要的主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。分割用具：分割针或分割刀。5.选择分割的胚胎：发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。注意：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。6.分割后胚胎去向：可以直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体。7.过程：性别鉴定的取样部位：滋养层；性别鉴定的方法：DNA分析。8.胚胎分割的优点和局限性（1）胚胎分割的优点：①可以促进优良动物品种的繁殖；②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。（2）胚胎移植的局限性实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，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，还存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题。【课堂作业】1.下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是（D）A.给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子B.从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精C.获能的精子和成熟的卵子，不能在获能溶液中完成受精D.卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂2.关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是（D）A.在发情后的最初一段时间，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态B.胚胎在受体子宫中发育，不改变其基因型C.一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原物质的胚胎并没有免疫排斥现象D.移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育3.下列有关胚胎分割叙述不正确的是（D）A.通过胚胎分割可以产生基因型相同的个体B.胚胎分割移植，实现同卵多胎的成功率较低C.取滋养层细胞进行性别鉴定、遗传病筛查，是因为囊胚的滋养层和内细胞团是由同一受精卵分裂产生的D.胚胎分割时可采用胰蛋白酶处理囊胚，将内细胞团细胞分散开4.下图为牛胚胎