山東省平邑縣高中生物 第三章 胚胎工程 3.3 胚胎工程的應用及前景學案新人教版選修3.doc

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3.3　胚胎工程的應用及前景 【導學目標】 1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割。 2.認同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。 3.關注胚胎工程的研究進展和應用價值。 【自主學習】 一、胚胎移植 1.胚胎移植概念 (1)對象：雌性動物體內的 或通過 及其他方式得到的胚胎。 (2)移植條件：同種、 相同的其他雌性動物體內。 (3)供體：在胚胎移植中 的個體。 (4)受體：在胚胎移植中 的個體。 (5)本質：生產(chǎn)胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁殖后代的過程。 (6)地位：是胚胎工程的 一道“工序”。 2．胚胎移植的意義 (1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的 。 (2) 了供體本身的繁殖周期。 (3)對供體施行 處理后，增加后代數(shù)量。 3．胚胎移植的生理學基礎及相應意義 生理學基礎 意義 同種動物的供、受體生殖器官的 是相同的 為供體的胚胎移入受體提供了相同的 早期胚胎形成后，在一定時間內不會與 建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài) 為胚胎的收集提供了可能 受體對外來胚胎基本上不發(fā)生 為胚胎在受體內的存活提供了可能 供體胚胎可與受體子宮建立正常的 聯(lián)系，但其 不受任何影響 為移植后胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障 4.胚胎移植的基本程序和方法 (1)程序：供、受體的選擇和 ―→配種或人工授精―→胚胎的 、檢查、培養(yǎng)或保存―→胚胎 及檢查。 (2)胚胎移植的方法有：手術法和 。 二、胚胎分割 1.方法：采用 切割早期胚胎。 2．應用：通過此技術可提高 利用率。 3．主要儀器設備：實體顯微鏡和 。 4．選用的胚胎：應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的 或 。 5．分割：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，需要將 均等分割。 三、胚胎干細胞 1.來源：哺乳動物的胚胎干細胞(embryonic stemcell)簡稱ES或EK細胞，是由 或 中分離出來的一類細胞。 2．特點 (1)在形態(tài)上表現(xiàn)為： 、 、核仁明顯。 (2)在功能上：具有發(fā)育的 。 (3)在體外培養(yǎng)條件下，可以增殖，而不 ，因此，可以對它進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。 3．主要用途 (1)可以用于治療 。 (2)可以培育出 。 (3)可以揭示 和細胞凋亡的機理。 (4)可以用于哺乳動物的個體發(fā)生和 的研究。 思考交流 1．在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？ 2．現(xiàn)代畜牧業(yè)中可以通過胚胎工程人工創(chuàng)造雙胞胎或多胞胎，它們的運用有何意義？ 正誤判斷 1．胚胎移植可以使用發(fā)育到任何時期的胚胎。( ) 2．受體對外來的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。( ) 3．胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。( ) 4．胚胎分割時最好選用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。( ) 5．胚胎分割時，份數(shù)越多，得到的后代就越多。( ) 6．胚胎干細胞可以來源于早期胚胎，也可以來源于成熟個體。( ) 【合作探究】 1. 胚胎移植時對供體和受體分別有哪些要求？胚胎移植的實質是什么？何謂同期發(fā)情？ 例1 將雌性動物的早期胚胎，或者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)相同的其他雌性動物的體內。以下說法不正確的是(　　) A．這里說的同“種”是指同一“物種” B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植給我國黃牛，生出荷斯坦奶牛，說明移植成功 C．同種動物之間的生理特征相近，進行胚胎移植易于成功 D．哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，同種動物生殖器官的生理變化都是一樣的 【答案】　D 2.胚胎分割的理論基礎和物質基礎分別是什么？ 例2 現(xiàn)代生物科技對人類生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展的影響越來越大。下圖為通過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質奶牛的過程，請回答下列問題。 (1)A細胞是____________，在進行體外受精前要對精子進行________處理。進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育到______________時期的胚胎進行操作。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，應注意_______________ ________________________________________________________________________。 (2)通過同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性別________________。 (3)通過體細胞克隆技術培育的小牛，其性別取決于______________，該生殖方式屬于____________。 【答案】　(1)(次級)卵母細胞　獲能　桑椹胚或囊胚　胚胎分割要將內細胞團均等分割，以免影響胚胎的恢復和進一步的發(fā)育 (2)相同 (3)供核的親本　無性繁殖 3.干細胞主要有哪些類型？各有什么特點？ 例3 下列有關干細胞的敘述，錯誤的是(　　) A．自體干細胞移植通常不會引起免疫排斥反應 B．胚胎干細胞在體外培養(yǎng)能增值但不能被誘導分化 C．組織的細胞更新包括細胞凋亡和干細胞增殖、分化等過程 D．造血干細胞具有分化出多種血細胞的能力，可用于治白血病 【答案】　B 【達標檢測】 課堂達標 1．胚胎移植主要包括以下步驟，正確的順序是(　　) ①配種或進行人工授精　②檢查?、蹖ε咛ミM行移植 ④移植后的檢查?、輰?、受體的選擇和處理?、迣ε咛サ氖占、吲囵B(yǎng)或保存 A．⑤①⑥②⑦③④ B．①⑤⑥②⑦③④ C．⑤①⑥⑦②③④ D．①⑤⑥⑦②③④ 2．下列為胚胎在受體內的存活提供了可能的是(　　) A．同種動物的供體、受體生殖器官的生理變化在排卵后是相同的 B．早期胚胎在母體子宮內處于游離狀態(tài) C．供體胚胎可與受體子宮建立正常生理和組織上的聯(lián)系 D．受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應 3．下列過程在胚胎移植中沒有必要進行的是(　　) A．對供體、受體要進行選擇 B．要用激素對供體進行超數(shù)排卵處理 C．供體和受體要進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應 D．胚胎移植常采用手術法和非手術法兩種方法 4．胚胎移植過程中，對選擇的供、受體母牛用激素進行同期發(fā)情處理的原因是(　　) A．防止受體牛不愿意接受胚胎 B．只有受體與供體的生理狀態(tài)相同，被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育 C．有效地避免受體母畜對外來胚胎的免疫排斥反應 D．提高卵子和精子受精能力 5．下列對“人類胚胎干細胞”這一概念的理解，正確的一項是(　　) A．人類胚胎干細胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚外表的扁平細胞和囊胚腔內側的內細胞團 B．人類胚胎干細胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚腔內側的內細胞團 C．人類胚胎干細胞是人類囊胚中可發(fā)育成胎盤、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細胞 D．人類胚胎干細胞體積較小、細胞核小、核仁明顯 6．牛胚胎移植的基本程序如下圖，請據(jù)圖回答問題。 (1)胚胎移植對甲、乙、丙牛的要求分別是__________、__________和__________。 (2)過程①②③分別是____________、________和________。 (3)欲得到更多的后代牛丁，可將收集得到的胚胎進行________。 (4)過程②常用________和________方法進行。 課外強化 1．華南虎是國家一級保護動物，可采用試管動物技術進行人工繁殖，該技術包括的環(huán)節(jié)有(　　) ①轉基因?、诤艘浦病、垠w外受精?、荏w細胞克隆 ⑤胚胎移植 A．①③　　　　B．①④　　　C．②⑤ D．③⑤ 2．下列關于胚胎分割技術的敘述，錯誤的是(　　) A．胚胎分割操作在動物的子宮內進行 B．用分割針或分割刀片對早期胚胎進行分割 C．分割后必須移植到受體子宮內進一步完成胚胎發(fā)育 D．對囊胚進行分割時要注意將內細胞團均等分割 3．利用胚胎干細胞治療肝衰竭，能實現(xiàn)此過程的最重要的原因是(　　) A．細胞分裂 B．細胞特化 C．細胞分化 D．細胞增殖 4．胚胎移植是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。下圖為牛胚胎移植示意圖，據(jù)圖分析下列敘述正確的是 (　　) A．同期發(fā)情處理與過程a使用的是同一種激素 B．過程b的生理基礎是供體與受體生理環(huán)境相同 C．過程c有手術法和非手術法兩種方法 D．供體母牛、供體公牛和受體母牛均要求遺傳性能優(yōu)秀 5．表現(xiàn)型不同的母牛生出基因型相同的小牛，產(chǎn)生這一結果最可能的原因是 (　　) A．試管動物培養(yǎng) B．胚胎移植 C．胚胎分割移植 D．受精卵移植 6．通過胚胎移植技術，可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關敘述正確的是(　　) A．對供體和受體母牛都要進行相同激素處理 B．受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進行 C．對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植 D．胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低 7．下圖是“萬能細胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細胞中能高度表達并決定其“全能性”的四個基因，將改造后的“萬能細胞”植入小鼠身體，植入的細胞長成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經(jīng)、骨骼、肌肉等多種類型的細胞。請據(jù)圖回答下列問題： (1)胚胎干細胞又稱ES細胞，是從________________中分離出來的一類細胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時的________細胞就是ES細胞。 (2)胚胎干細胞在功能上具有發(fā)育的____________________________。 (3)圖中反轉錄病毒的作用是_____________________，過程③利用了反轉錄病毒的________特性。 (4)“萬能細胞”經(jīng)體外誘導分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細胞或器官移回病人體內與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點是 _________________________________________。 (5)請說出一種胚胎干細胞的應用： ______________________________________________。