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(yīng)用及前景學(xué)案新人教版選修3.doc

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3.3　胚胎工程的應(yīng)用及前景 【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割。 2.認(rèn)同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。 3.關(guān)注胚胎工程的研究進(jìn)展和應(yīng)用價(jià)值。 【自主學(xué)習(xí)】 一、胚胎移植 1.胚胎移植概念 (1)對象：雌性動物體內(nèi)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(nèi)。 (3)供體：在胚胎移植中 的個(gè)體。 (4)受體：在胚胎移植中 的個(gè)體。 (5)本質(zhì)：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(gè)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(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義 生理學(xué)基礎(chǔ) 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(shí)間內(nèi)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(nèi)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(shù)法和 。 二、胚胎分割 1.方法：采用 切割早期胚胎。 2．應(yīng)用：通過此技術(shù)可提高 利用率。 3．主要儀器設(shè)備：實(shí)體顯微鏡和 。 4．選用的胚胎：應(yīng)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(jìn)行分割時(shí)，需要將 均等分割。 三、胚胎干細(xì)胞 1.來源：哺乳動物的胚胎干細(xì)胞(embryonic stemcell)簡稱ES或EK細(xì)胞，是由 或 中分離出來的一類細(xì)胞。 2．特點(diǎn) (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(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)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(xì)胞凋亡的機(jī)理。 (4)可以用于哺乳動物的個(gè)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(yùn)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(shí)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(yīng)。( ) 3．胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。( ) 4．胚胎分割時(shí)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(shí)，份數(shù)越多，得到的后代就越多。( ) 6．胚胎干細(xì)胞可以來源于早期胚胎，也可以來源于成熟個(gè)體。( ) 【合作探究】 1. 胚胎移植時(shí)對供體和受體分別有哪些要求？胚胎移植的實(shí)質(zhì)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(nèi)。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(jìn)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(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)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(zhì)奶牛的過程，請回答下列問題。 (1)A細(xì)胞是____________，在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行________處理。進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到______________時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)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(xì)胞克隆技術(shù)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(xì)胞　獲能　桑椹胚或囊胚　胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步的發(fā)育 (2)相同 (3)供核的親本　無性繁殖 3.干細(xì)胞主要有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？ 例3 下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．自體干細(xì)胞移植通常不會引起免疫排斥反應(yīng) B．胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)能增值但不能被誘導(dǎo)分化 C．組織的細(xì)胞更新包括細(xì)胞凋亡和干細(xì)胞增殖、分化等過程 D．造血干細(xì)胞具有分化出多種血細(xì)胞的能力，可用于治白血病 【答案】　B 【達(dá)標(biāo)檢測】 課堂達(dá)標(biāo) 1．胚胎移植主要包括以下步驟，正確的順序是(　　) ①配種或進(jìn)行人工授精?、跈z查　③對胚胎進(jìn)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(nèi)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(nèi)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(yīng) 3．下列過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是(　　) A．對供體、受體要進(jìn)行選擇 B．要用激素對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理 C．供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) D．胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)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(jìn)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(yīng) D．提高卵子和精子受精能力 5．下列對“人類胚胎干細(xì)胞”這一概念的理解，正確的一項(xiàng)是(　　) A．人類胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚外表的扁平細(xì)胞和囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B．人類胚胎干細(xì)胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán) C．人類胚胎干細(xì)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(xì)胞 D．人類胚胎干細(xì)胞體積較小、細(xì)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(jìn)行________。 (4)過程②常用________和________方法進(jìn)行。 課外強(qiáng)化 1．華南虎是國家一級保護(hù)動物，可采用試管動物技術(shù)進(jìn)行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有(　　) ①轉(zhuǎn)基因　②核移植?、垠w外受精?、荏w細(xì)胞克隆 ⑤胚胎移植 A．①③　　　　B．①④　　　C．②⑤ D．③⑤ 2．下列關(guān)于胚胎分割技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．胚胎分割操作在動物的子宮內(nèi)進(jìn)行 B．用分割針或分割刀片對早期胚胎進(jìn)行分割 C．分割后必須移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步完成胚胎發(fā)育 D．對囊胚進(jìn)行分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 3．利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭，能實(shí)現(xiàn)此過程的最重要的原因是(　　) A．細(xì)胞分裂 B．細(xì)胞特化 C．細(xì)胞分化 D．細(xì)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(chǔ)是供體與受體生理環(huán)境相同 C．過程c有手術(shù)法和非手術(shù)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(jié)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(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．對供體和受體母牛都要進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低 7．下圖是“萬能細(xì)胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細(xì)胞中能高度表達(dá)并決定其“全能性”的四個(gè)基因，將改造后的“萬能細(xì)胞”植入小鼠身體，植入的細(xì)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(xì)胞。請據(jù)圖回答下列問題： (1)胚胎干細(xì)胞又稱ES細(xì)胞，是從________________中分離出來的一類細(xì)胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時(shí)的________細(xì)胞就是ES細(xì)胞。 (2)胚胎干細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的____________________________。 (3)圖中反轉(zhuǎn)錄病毒的作用是_____________________，過程③利用了反轉(zhuǎn)錄病毒的________特性。 (4)“萬能細(xì)胞”經(jīng)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細(xì)胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是 _________________________________________。 (5)請說出一種胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用： ______________________________________________。