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1、第2课时 胚胎工程技术及其应用课标内容要求核心素养对接简述胚胎工程包括体外受精、胚 胎移植和胚胎分割等技术。1 .科学思维以文字和图示表示哺乳动物的 体外受精和胚胎移植的过程。2 .社会责任一说明体外受精、胚胎移植和胚 胎分割技术在畜牧业生产中的应用。一、体外受精和胚胎体外培养1 .定义：体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外AX控制的环境中完 成受精过程的技术。2 .基本原理：人工模拟体内环境,包括营养、温度、pH等，使初级卵母 细胞发育成熟，同时使精子获能,最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。3 .利用体外受精获得试管动物的过程(1)人工采集精子精子获能：将成熟的精子放入培养液中培养。
2、人工采集方式：采集精液。精液保存：乩短时间：低温保存。b.长时间：液氮(一196)环境。(2)采集卵细胞采集方式：a.从卵巢中采集处于不同发育时期的卵细胞。b.从输卵管或子宫内采集卵细胞。超数排卵：指人为注射外源促性腺激素,促使卵巢排出较正常情况下更多 的成熟卵细胞的方法。采卵技术：手术采卵(冲洗输卵管采卵)和非手术采卵(壬宜冲卵)。(3)人工体外受精：获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同 培养一段时间，便可受精。4 .早期胚胎体外培养(1)时期：在人工受精形成受精卵后,到将胚胎移植到雌性动物壬宜内生长 发育之间。(2)胚胎培养液解析(1)根据图中体外受精过程可判断形成该“试管牛”
3、的生殖方式 为有性生殖。(2)过程中在屠宰加工厂从卵巢中采集的卵母细胞需培养到减数第二次分 裂中期才能受精。过程为精子获能处理。(3)过程为体外受精，过程为早期胚胎培养，胚胎移植时一般选取发育 到桑黄胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。答案(1)有性(2)减数第二次分裂中期精子获能处理(3)体外受 精早期胚胎培养桑甚胚或囊胚配制依据：胚胎不同发育时期生理代递的需求。成分：一般都比较复杂，除一些无机盐和有机物外，还需要添加维生素、 激素、氨基酸、核昔酸等营养成分,以及血清等物质。(3)当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。二、胚胎移植1 .概念：胚胎移植(embryo transfe
4、r)是指将雌性动物的早期胚胎或通过体 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，使之继续发育为个体的技术。2 . “供体”和“受体”提他胚胎的个体称为“供体”(donor),接至胚胎的个体称为“受 体” (recipient)o胚胎移植实际上是生充胚胎的供体和生直胚胎的受体共同繁殖 后代的过程。3 .意义：不但可以充分发挥优良母畜的繁殖潜力，而且还可以在短期内获 得大量目标个体。三、胚胎分割1 .概念：胚胎分割(embo division)是指借助显微操隹技术将早期胚胎切割 成几等份，再移植到代孕动物子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。2 .基本过程：将发育
5、良好的早期胚胎(囊胚或囊胚期以前的胚胎)移入含有 培养液的培养皿中,在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开,或者采用醒处 理等方式将早期胚胎中的细胞分散开。分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在 体外培养到囊胚阶段,再移植到受体内，着床发育产仔。3 .应用快速繁殖优良种畜。培养遗传特性相同的动物群。(3)用于胚胎性别的鉴定及遗传检测。判断对错(正确的打“ J ,错误的打“ X ”)1 .为了获得更多的卵母细胞，需用性激素对供体进行处理。(X)提示：为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对供体进行处理。2 .受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。(X)提示：胚胎移植时应在原肠胚以前，一般在桑茎胚
6、或囊胚阶段，也可能在更早的时期。3 .胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为两者生理特征 相近，易于成功。(J).胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能。(J)4 .胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。(X)提示：胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割。5 .利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(，) 缘此代体外受精和胚胎体外培养1 .体外受精的基本原理及方法(1)原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞发 育成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。(2)主要操作步骤人工采集精子。将成熟的精子放入培养液中培养，使精子达
7、到获能状态, 这样才能穿入卵细胞内部。采集卵细胞。可以从卵巢中采集处于不同发育时期的卵细胞，也可以从输 卵管或子宫内采集卵细胞。人工体外受精。获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培 养一段时间，便可受精。将受精卵或胚胎移植到雌性动物子宫内生长发育，最后经分娩产仔就得到 了试管动物。(1)从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂。应在 体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。(2)选取具有优良性状的公畜进行人工采精，并且要对采集的精液进行检查, 确保精液的质量。2 .胚胎的体外培养(1)培养液成分盐类：无机盐和有机盐；营养物质：氨基酸、核
8、昔酸；调节物质：维生素、 激素；特有物质：血清。(2)胚胎移植的时间：不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑 甚胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑甚胚前，人胚胎可在4细胞阶段移植，几乎所 有的动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。(3)胚胎发育到适宜阶段时，一般为桑其胚、囊胚或28期细胞的早期胚胎。 其既可向受体移植，也可冷冻保存。1 .培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正 确的是()A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D. 丁过程中早期胚
9、胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内A甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进 母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。丙过 程的目的是使受精卵发育成早期胚胎，此过程涉及细胞分裂和分化，其培养液的 成分不同于乙过程的培养液。丁过程将早期胚胎移植到代孕母羊子宫内，要求代 孕母羊与供体母羊处于同期发情状态，以利于接纳外来早期胚胎。2.请根据流程图回答以下问题。所做的处理是 过程，是 过程，是过程，是过程。(2)完成过程所需的培养液配制有何要求？ C(3)过程进行的最适宜时期是O(4)试用流程图表示体外受精过程。解析(1)读图知受精作用前对于精、卵
10、细胞都应进行获能处理即为获能 过程，经卵裂形成的早期胚胎植入母体，因此为胚胎移植。(2)对早期胚胎进行体外培养时应根据其发育所需要求配制含有不同成分的培养液，以利于早期胚 胎的生长发育。(3)胚胎移植时选择的胚胎应是全能性较高且分化程度很低的细 胞，即卵裂球分裂为28期或囊胚期为最适宜时期。(4)体外受精过程包括精子 的采集、获能、卵母细胞的采集和培养以及获能后的精、卵细胞的结合等。答案(1)获能受精体外早期胚胎的培养胚胎移植(2)配制一系列含有不同成分的培养液(3)发育到28个细胞或早期囊胚(4) 遨3r(二胚胎移植和胚胎分割1 .移植胚胎的来源及生殖方式(1)核移植(1)核移植早期胚胎培养
11、无性生殖。体外受精早期胚胎培养有性生殖。(3)体内受精f冲卵f移植f有性生殖。2 .胚胎分割(1)胚胎分割的基础(理论基础：细胞的全能性物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质(2)胚胎分割的实例(哺乳动物胚胎分割和性别鉴定)(3)注意问题分割要均等。分割囊胚的内细胞团时，一定要均等，若分割不均，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。分割份数不能过多。分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以 做到均等分割，而且作为囊胚期的内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分 割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度越大，移植成功率 降低
12、。1 .超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素？提示:性激素是由性腺产生并释放的，长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。 促性腺激素由垂体产生并释放，作用于性腺，可以促进排卵，并且不会使性腺萎 缩。2 .胚胎分割的对象是什么？选择此时期的胚胎进行分割的原因是什么？ 提示：桑蒸胚或囊胚阶段的胚胎。桑甚胚阶段尚未出现细胞分化，具有全能 性；囊胚阶段的内细胞团具有全能性。3 .分割囊胚期的胚胎时为什么强调将内细胞团均等分割？而鉴定胚胎的性 别做DNA分析时却是取样的滋养层？提示：因为囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层发育成胎盘、 胎膜。囊胚的内细胞团要均等分割，否则会影响分割后胚
13、胎的恢复和进一步发育。 取滋养层细胞做DNA分析鉴定性别，不会影响胎儿的发育。4 .(2020河北邢台月考)下列有关胚胎分割的叙述，错误的是()A.选择发育良好、形态正常的桑意胚或囊胚进行分割8 .对囊胚进行胚胎分割时要保证将内细胞团均等分割C.胚胎分割产生的后代个体表型一定完全相同D.胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆C选择发育良好、形态正常的桑黄胚或囊胚进行分割，A正确；对囊胚阶 段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一 步发展，B正确；表型由基因型和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基因 型相同，表型不一定完全相同，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗
14、传物 质，因此胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆，D正确。4.试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回 答相关问题。(1)过程分别表示、。(2)对供体母牛的要求是,通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。(3)在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：、营养、 温度和pH以及气体环境。(4)生产上常用 期的胚胎进行过程。解析(1)由题图可知，过程分别表示体外受精、胚胎移植。(2)培育试 管牛首先选择遗传性状优良和生产能力强的母牛。(3)体外培养受精卵时，首先 需要无菌、无毒的环境，防止被污染，还要有一定的营养物质，及适宜的外界环 境条件。（4）等胚胎发育到桑差胚或囊胚期时进行胚胎移
15、植。答案（1）体外受精胚胎移植（2）遗传性能和生产性能优秀（3）无菌、 无毒的环境（4）桑其胚或囊胚图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系。本案例考查学生实验设计和对实验结果的交流与讨论的能力。（1）据图分析实验的自变量是什么？因变量是什么？（科学探究）提示：实验的自变量是年龄和胚胎，因变量是流产率。（2）分析实验结果得出哪些结论？（科学探究）提示：卵裂期胚胎移植的成功率高于囊胚期胚胎移植的成功率。受孕妇 女年龄越大，胚胎移植的流产风险越高。课堂小结1知识网络构建核心语句背诵通过体概念外受精、体外受精基本原理胚胎移1-主要操作步骤植和胚胎分割-胚胎体外培养:培养液成分可对胚他今
16、胎进行-胚胎移植匚震案处理并1供受体发育成，1概念个体1-胚胎分割L基本过程L体外受精是指哺乳动物的精子和卵子 在体外人工控制的环境中完成受精过 程的技术。2 .利用体外受精获得试管动物的过程包 括：人工采集精子、采集卵细胞和人工 体外受精。3 .哺乳动物的胚胎培养液成分一般都比 较复杂，除一些无机盐和有机物外，还 需要添加维生素、激素、氨基酸、核昔 酸等营养成分，以及血清等物质。4 .胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎 或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，使之继续发育为个 体的技术。5 胚胎分割是指借助显微操作技术将早 期胚胎切割成几等份，再
17、移植到代孕动 物子宫中发育，产生同卵多仔后代的技 术。1 .下列关于牛体外受精、胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是（）A.精子和卵子结合形成受精卵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形成受精卵C.成熟的卵子与处理后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是指胚胎发育和受精过程都在体外进行C成熟的卵子与获能的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段（桑装胚 或囊胚）才可以移植，A项错误，C项正确；采集的卵母细胞需要培养成熟才能 与获能的精子结合，B项错误；体外受精胚胎的工厂化生产即受精过程和早期胚 胎发育在体外进行，但移植后的胚胎发育过程
18、在受体子宫进行，D项错误。2 .经过不断努力，科学家己经可以对早期胚胎进行体外培养了，下列有关叙述不正确的是（）A.胚胎发育的不同时期需要不同的培养液B.哺乳动物胚胎发育条件比植物组织培养复杂得多C.现在只能对大部分生物的胚胎发育阶段进行体外培养D.还不能从受精卵到新生儿完全在体外进行培养C尽管科学家们付出很多努力，但是现在还只能对少数物种不同阶段的胚 胎进行培养。3 .下列关于胚胎移植的优点，叙述错误的是（）A.充分发挥雌性优良个体的繁殖能力B.大大缩短了供体本身的繁殖周期C.经移植可得到多个后代D.胚胎移植可以提取药物D胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的 胚胎，
19、移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为个 体的技术。胚胎移植的意义：加速育种工作和改良品种；大量节省购买种畜 的费用；一胎多产；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优秀个体的繁 殖潜力，即缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。综上所述，D错误。4 .胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是（）A.胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C.胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆D.胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎B胚胎分割常选择桑甚胚或囊胚时期的胚胎，早期胚胎不能被任意分割成多 份。胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。5 .根据“试管牛”工厂化生产的技术流程图，回答问题。6 1）根据（填标号）判断，此种繁殖方式是生殖。7 2）卵母细胞体外培养时必须培养到 阶段才具有受精能力，过程为 o过程分别代表 和,发育阶段一般为