新教材版高中生物人教版选择性必修三学案+练习232 胚胎工程技术及其应用.docx

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新教材版高中生物人教版选择性必修三学案+练习232胚胎工程技术及其应用

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　二　胚胎工程技术及其应用　

必备知识·素养奠基

一、胚胎工程技术

1.技术种类:

体外受精、胚胎移植和胚胎分割。

2.意义:

挖掘动物的繁殖潜力。

二、体外受精

　填一填:

基于体外受精技术的步骤,完成填写:

（1）过程A为卵母细胞的采集,从卵巢中获取后需要培养到①MⅡ期才能具有受精的能力。

（2）精子的获取过程中,采集的精液先进行②离心处理,然后再进行B精子获能后才具有受精的能力。

（3）获能的精子和成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养,进行过程C体外受精。

（4）意义:

①提高动物繁殖能力的有效措施。

②为胚胎移植提供可用的胚胎。

精子获能和体外受精过程模拟的是雌性动物的哪些部位的环境?

提示:

精子获能模拟的场所是雌性生殖道,体外受精模拟的场所是输卵管。

三、胚胎移植

1.概念:

（1）对象:

体外受精及其他方式得到的胚胎。

（2）供体:

提供胚胎的个体。

（3）受体:

同种的、生理状态相同的雌性动物。

2.程序（以牛胚胎移植为例）:

3.意义:

（1）胚胎移植的优势可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

①缩短供体的繁殖周期。

②使供体后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。

（2）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。

四、胚胎分割

1.概念:

对象

早期胚胎

方法

机械方法

目的

获得同卵双胎或多胎

特点

来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质

实质

可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一

2.所需的主要仪器:

体视显微镜和显微操作仪。

3.操作程序:

4.意义:

（1）可以促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同（填“相同”或“不同”）的后代,是进行遗传学研究的宝贵材料。

（2）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、动物繁育健康后代具有重要意义。

胚胎分割产生的多个后代遗传物质是否相同?

生殖方式属于有性生殖还是无性生殖?

提示:

遗传物质相同,属于无性生殖。

关键能力·素养形成

知识点一　胚胎移植

1.移植胚胎的来源及生殖方式:

（1）核移植

无性生殖

（2）体外受精

有性生殖

（3）体内受精→冲卵→移植→有性生殖

2.胚胎移植的生理学基础及意义:

生理学基础

意义

哺乳动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的

为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境

哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态

提供胚胎收集的基础

受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

提供移入胚胎存活的基础

供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响

提供保留遗传特性的基础

3.胚胎移植时两次激素的使用:

（1）第一次用激素:

对供、受体进行同期发情处理。

（2）第二次用激素:

对供体进行超数排卵处理。

4.胚胎移植过程中的两次检查:

（1）第一次检查:

在收集胚胎后,对胚胎进行质量检查。

（2）第二次检查:

在胚胎移植后,对受体母牛进行妊娠检查。

【特别提醒】

有关胚胎移植的两点提醒

（1）“移植的胚胎在受体内存活的基础条件”是指受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。

（2）雌性动物发情排卵后,不管是否妊娠,都会产生黄体,并维持一段时间,称为黄体期。

在这段时间里,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。

　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）①②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②过程。

【解题导引】解答本题思维流程如下:

【解析】

（1）由题图可知①②过程分别表示体外受精、胚胎移植。

（2）培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优良的母牛。

（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）等胚胎发育到桑葚胚或囊胚期时进行胚胎移植。

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）桑葚胚或囊胚

【素养·探究——母题追问】

（1）科学思维——批判性思维

某同学认为通过上题图中过程①获得的受精卵可以直接移入受体动物体内。

这种做法是否正确?

如果不正确,应该如何操作?

提示:

不正确,应该先培养到桑葚胚或囊胚期然后再进行移植。

（2）科学思维——演绎与推理

上题图中过程②有什么意义?

提示:

提高优良母畜的繁殖能力。

【素养·迁移】

　梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下。

下列相关叙述正确的是（　　）

①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿 

A.①过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂

B.③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提

C.④过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚

D.⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性

【解析】选D。

超数排卵处理需要注射促性腺激素,目的是获得更多的卵细胞,而不是卵原细胞,A错误;③过程为胚胎收集,前提是早期胚胎处于游离状态,没有与子宫建立组织上的联系,B错误;④过程为“胚胎质量检查”,可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚,C错误;⑤过程为胚胎移植,成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关,D正确。

【补偿训练】

　　下列关于胚胎工程的叙述,正确的是（　　）

A.通过胚胎体外培养可直接获得新生儿

B.胚胎移植中的受体应与供体同期发情

C.胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种

D.胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的

【解析】选B。

胚胎体外培养可以得到早期胚胎,早期胚胎需要在母体子宫中完成后期的发育过程,因此还要进行胚胎移植。

胚胎移植中的受体可以不具有优良性状,一般选择体质健康和有正常繁殖能力的个体。

胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、自然配种或核移植而来的。

知识点二　胚胎分割

1.胚胎分割的基础:

2.胚胎分割的实例（哺乳动物胚胎分割和性别鉴定）

【特别提醒】

有关胚胎分割的三点提醒

（1）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。

（2）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。

（3）同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质,该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合,属于无性繁殖或克隆。

　如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。

下列叙述正确的是（　　）

A.A所表示的细胞不一定是受精卵细胞

B.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

C.应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中

D.图示过程应用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术

【解题导引】解答本题思维流程如下:

【解析】选A。

图中A所示的细胞不一定是受精卵,还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞,A正确;图中a过程包括卵裂、囊胚阶段,还没有发育到原肠胚阶段,B错误;应把③移植到母牛的子宫中而不是输卵管中,C错误;图示中没有显示核移植的过程,D错误。

【素养·探究——母题追问】

（1）科学思维——分析与推理

若题干图中①与②未均分,可能会导致什么样的后果?

提示:

若未均分,则可能导致分割后的部分胚胎不能发育成各种组织、器官等。

（2）生命观念——结构与功能观

图示胚胎分割过程与“龙凤胎”在实质上有什么不同?

提示:

图示过程是将一个胚胎分割成两份,获得的两部分遗传信息完全相同,而龙凤胎属于异卵双胞胎,是由两个精子与两个卵子分别结合得到的两个胚胎发育成遗传物质不同的两个个体。

【素养·迁移】

　如图为胚胎移植过程示意图,请回答以下问题。

（1）胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是____________、________和________。

丁牛为________。

（2）过程①②分别是____________和________。

（3）欲得到更多的后代牛丁,可将收集得到的胚胎进行____________。

【解析】

（1）胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优良牛,受体牛为普通牛即可。

（2）仔细观察图解,过程①②③分别为同期发情处理、胚胎移植和超数排卵。

（3）欲得到更多的后代牛丁,可将收集得到的早期胚胎进行胚胎分割。

答案:

（1）优良母牛　普通母牛　优良公牛　有价值的后代（优良牛）　

（2）同期发情处理　胚胎移植　（3）胚胎分割

【补偿训练】

　　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

【解析】选B。

胚胎分割常选择桑葚胚或囊胚时期的胚胎,早期胚胎不能被任意分割成多份,一般要均分为几等份。

胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。

【课堂回眸】

课堂检测·素养达标

【概念·诊断】

1.胚胎工程技术可以发挥优良动物个体的繁殖潜力,促进优良动物品种的繁育速度。

下列有关胚胎工程技术的描述合理的是__ 

①体外受精培养的胚胎并非全部都适合作为移植的材料,需进行筛选。

②采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。

③胚胎移植可移植到其他任一经同期发情处理过的雌性哺乳动物体内。

④胚胎移植时,供体母畜需要具备优良的遗传性能。

⑤胚胎分割时需将囊胚的滋养层均等分割。

【解析】选①④。

体外受精培养的胚胎并非全部都适合作为移植的材料,需进行筛选出发育状态良好的胚胎进行移植,①正确;采集的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期,②错误;胚胎移植可移植到同一种生物经同期发情处理过的雌性哺乳动物体内,③错误;胚胎移植的目的是获得优良后代,因此供体母畜需要具备优良的遗传性能,④正确;胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割,⑤错误。

2.第三代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断。

在胚胎移植前,取胚胎细胞的遗传物质进行分析,筛选出健康胚胎进行移植。

下列有关说法错误的是（　　）

A.获取的精子一般要放在培养液中培养一段时间才能用于受精

B.胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞

C.胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应

D.试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子

【解析】选B。

在体外受精前,要对精子进行获能处理,A正确;胚胎植入前,可直接进行遗传学诊断,不需要从羊水中获取细胞,B错误;胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能,C正确;试管婴儿技术的成熟是可以得到健康的胚胎,而不是随意定制,D正确。

3.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是（