胚胎工程的应用及前景学案

2015届高三生物学案 选修三 第三章 第3节 胚胎工程的应用及前景

胚胎工程的应用及前景（1课时）

【基础回顾】

1、胚胎移植：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、 相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为 ，接受胚胎的个体称为 。

2、胚胎分割：采用 方法将早期胚胎分割成 2 等份、4等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

3、胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)

特点：体积小、核大、核仁明显；具有发育的 (可分化成任何组织)；在体外培养条件下可以增殖而不分化。 【考点透析】

考点一：胚胎移植

1．概念剖析

①供体：能提供早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到胚胎的雌性动物。 ②受体：同种的、生理状态相同的其他雌性动物。 ③结果：产生新个体。

2. 地位：胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最后一道“工序”。移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。

3. 意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 4. 生理学基础

（1）排卵后，供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为胚胎提供相同的生理环境。

（2）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）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。

（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性不受任何影响。

5. 基本程序：

（1）供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理） （2）配种或人工受精 （3）胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（－196℃的液氮） （4）胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）；非手术法（用移植管将其送入子宫） （5）移植后的检查（是否妊娠）等

详细请参考教材P77（图3--19牛胚胎移植流程图）

【考点总结】

1．与胚胎移植有关的几条规律

(1)该过程中两次使用促性腺激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排

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卵。

(2)该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 (3)产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛没有关系。

(4)冲卵的含义是从子宫中冲出早期胚胎，而非冲出卵子。 2．胚胎移植的时间

(1)不同动物其胚胎移植的时间不同。 (2)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在 8～16 个细胞阶段移植。 (3)几乎所有动物不能在原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。 【典例1】下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )

A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C．超数排卵时不需要激素处理母畜 D．试管婴儿的受精过程在试管内完成

[解题思路]受孕母畜体内的早期胚胎处于游离状态，不与母体建立组织上的联系，所以能够移植；受体母畜只有处于与供体母畜同步发情的状态，供、受体生殖器官的生理变化才相同；超数排卵时需要用促性腺激素来处理母畜；试管婴儿的受精和早期胚胎发育在试管内完成，之后再进行胚胎移植。

[答案]C

【考点对应练1】早期胚胎培养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。以下说法不正确的是（ ） A．这里说的“同种”是指“同一物种”

B．加拿大荷斯坦奶牛的胚胎移植给我国黄牛，可以成功地生出荷斯坦奶牛 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 考点二：胚胎分割

1. 理论基础：细胞的全能性。

2. 所需仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。

3. 基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，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。

答案：囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团 滋养层 性别鉴定 4. 囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 5. 意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。 6. 局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限。

【考点总结】

（1）对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，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，甚至不能发育等问题。

（2）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，而且作为囊胚期的胚胎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会越大，移植成功率自然会降低。

（3）胚胎分割是动物无性繁殖或克隆的方法之一。

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【典例2】胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术正确的是（ ） 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

点拨：胚胎分割一般在桑椹胚期分割，分割成两等份时成功率高。答案：B

【考点对应练2】对胚胎进行分割以得到同卵双生或同卵多生后代的最佳操作示意图是（ ）

考点三：胚胎干细胞(ES或EK细胞) 1. 是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。 ①形态：体积小、细胞核大、核仁明显??

2. 特点?②功能：具有发育的全能性

??③体外培养：可增殖而不发生分化

3. 应用：

(1)可用于研究哺乳动物个体的发生和发育规律。 (2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。

(3)可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、少年糖尿病等。

(4)利用其可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。

(5)通过胚胎干细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。 4. 干细胞类型 类别 来源或举例 特点 全能干细胞 桑椹胚或囊胚及以前 能发育成完整个体 多能干细胞(胚胎干细胞) 内细胞团细胞、原始性腺细胞分离 能分化出动物体内的任何组织 专能干细胞(成体干细胞) 骨髓干细胞、皮肤生发层细胞 能分化出特定的组织 【典例3】科学家研究发现，从怀孕妇女胎盘的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了多种人体器官组织，如骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是（ ） A．这个实验证明了干细胞具有一定的全能性

B．从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成不一样 C．这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分化的结果

D．这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞，将有助于更多的医学用途

[解题思路]羊水中的干细胞属于胚胎干细胞，将发育成整个个体。干细胞与其他体细胞一样都来自于受精卵的有丝分裂，所含的染色体一样。 答案：B 【考点对应练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（ ） A．移植用的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚 B．滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期

C．胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁不明显等特点 D．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 【巩固提高】

1．下列关于胚胎移植的叙述中，不正确的是（ ）

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A．胚胎移植全部属于无性生殖 B．可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力

C．受体对移入子宫的胚胎不发生免疫排斥 D．供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎 2．下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是( )

A．胚胎分割时，最好选择处于桑椹胚或原肠胚时期的胚胎 B．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取 C．胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同 D．培育试管动物时，受精过程及早期胚胎发育过程在体外进行 3. 胚胎干细胞功能特性不包括

A．具有发育的全能性 B.体外培养可以分化成各种组织、器官 C.冷冻保存可以进行遗传改造 D.可以进行增殖 4. 关于ES细胞的应用叙述错误的是（ ）

A. 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 5．下列有关胚胎工程的叙述，正确的是( )

A．胚胎分割时分割的份数越多，移植的成功率越高 B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植

C．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取

D．通过胚胎干细胞核移植，可以培育出与细胞核供体完全相同的复制品

6．胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：

(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_________________，细胞B的名称是_________________。 (2)应用2中牛完成体内受精的场所是____________，刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为 ，胚胎种植后可以通过_________从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有 (至少答出2种)等。 (3)应用3中细胞C、D分别取自__________________、__________________。

(4)应用4中通过 技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样_____________进行

分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对 的分析进行性别鉴定。

参考答案：【基础回顾】答案：生理状态 供体 受体 机械 全能性 【考点对应练】1.D 2.B 3.A

【巩固提高】 1.A 2.A 3.B 4.D 5.C

6.答案 (1)供体1和供体2 MⅡ中期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞) (2)输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 (3)原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团) (4)胚胎分割 滋养层 染色体(或性染色体)

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