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知识改变命运，学习成就未来1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，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。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】克隆动物属于性生殖，而试管动物属于性生殖。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知识改变命运，学习成就未来2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3：1、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）。例4：胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养液的成分是()A．水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等B．蔗糖、水、无机盐、激素、维生素等C．水、无机盐、蔗糖、氨基酸、核苷酸、动物血清等D．水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等【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，从其生殖道取出或，移植到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.知识改变命运，学习成就未来34.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分胚、分胚甚至分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵或同卵后代的技术。来自同一胚胎的后代具有的遗传物质。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，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，通过措施，使其长期保存在环境下。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，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。知识改变命运，学习成就未来4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.试管动物培养胚胎移植胚胎分割移植受精卵移植例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解决某些不孕症者的生育问题治疗某些遗传病提高良种家畜的繁殖力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：(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____________。(2)冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_____________冲洗出来。(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有_________________。(4)图中标号3为______________，它将来可发育为胎膜和胚盘。(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗?为什么?____________。[巩固练习]1、以下哪一项是胚胎工程的最终技术环节（）A.胚胎分割B.胚胎移植C.胚胎培育D.体外生产胚胎技术2、下列有关动物胚胎移植的叙述中，不正确的是（）A．从受孕母畜体内取出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状态C．超数排卵技术要使用一定的激素D．试管婴儿技术只有受精及早期卵裂过程在体外进行3、在胚胎移植中供体的主要职能是（）A.提供优良的供体基因B.提供优良遗传特性的胚胎C.提供卵细胞D.提供精子4、下列关于胚胎移植的叙述不正确的是（）知识改变命运，学习成就未来5A、胚胎移植全部属于无性繁殖B、可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力C、大大缩短了供体本身的繁殖周期D、供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎5、哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内（），这就为胚胎的收集提供了可能A.已经与母体子宫建立组织上的联系B.处于游离状态C.处于固定状态D.已经吸附于子宫内壁上6、将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。以下说法不正确的是（）A．这里说的同“种”是指同一“物种”B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，可以移植成功C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功D．不管是否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的7、以下哪一种胚胎分割的移植效率最高（）A.二分胚B.四分胚C.八分胚D.十六分胚8、进行胚胎胚胎移植时最迟选择哪一时期的胚胎（）A、卵裂期B、桑椹胚C、囊胚D、原肠胚9、从供体母畜收集的胚胎，可以直接向受体移植，也可以放入（）中保存。A.液氧B.干冰C.液氮D.培养箱10、对于桑椹胚和囊胚的胚胎，用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中半个胚，移入预先准备好的（）中，或直接移植给受体。A.空透明带B.滋养层C.饲养层D.囊胚腔11、在进行囊胚切割时，要注意将()等分。A.透明带B.滋养层C.内细胞团D.囊胚腔12、（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为（）A.显微操作仪B.电子显微镜C.电子切割仪D.实体显微镜13．以下对于胚胎分割的描述，正确的是（）A．只能对囊胚期细胞进行分割B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同D．内细胞团一般到囊胚才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高14、胚胎干细胞的特点是（）A.在形态上，表现为体积大，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性B.在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性C.在形态上，表现为体积小，细胞核小，核仁不明显；在功能上不具有发育的全能性D.在形态上，表现为体积大，细胞核小，核仁明显；在功能上具有发育的全能性15．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种细胞、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中不正确的是A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥（异）反应D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变16、关于ES细胞的应用叙述错误的是（）知识改变命运，学习成就未来6A.可以用于治疗由于细胞坏死，退化或功能异常引起的疾病B.在体外诱导分化可培育出人造组织器官C.是研究体外细胞分化的理想材料D.不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病17、奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是（）A．通过分离出X精子并与卵细胞结合受精B．通过分离出X精子和Y精子并与卵细胞结合受精C．通过分离出Y精子并与卵细胞结合受精D．通过分离含X,Y染色体的精子与卵细胞结合受精18．牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答：（1）图中a、b、c过程分别是指、、。（2）供体牛的主要职能是；受体母牛必须具备。（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是；处理的时期是。（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有。19、胚胎移植的基本程序如下图(以胚胎移植为例),请