2022年高中生物人教版选修三教师用书-3.3胚胎工程的应用及前景.docx

　　一、胚胎移植
1．概念
将雌性动物体内的早期胚胎，或者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，使之连续发育为新个体的技术。
2．地位
胚胎移植是胚胎工程其他技术的最终一道“工序”。
3．意义
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

5．基本程序

6．实质
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
二、胚胎分割
1．概念
指接受机械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。所得后代遗传物质完全相同。
2．原理：细胞的全能性。
3．胚胎分割时应留意的几个问题
1)选择胚胎：分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
(2)分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要留意将内细胞团均等分割。
(3)所需主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。
三、胚胎干细胞
1．概念
是由早期胚胎或原始性腺中分别出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。
2．特点
(1)在形态上：表现为体积小、细胞核大、核仁明显。
(2)在功能上：具有发育的全能性。
(3)在体外培育条件下：ES细胞可以只增殖而不分化，因此可以对它进行冷冻保存或遗传改造。
3．应用
(1)可以用于治疗人类的某些顽症。
(2)可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
(3)是争辩体外细胞分化的抱负材料。
(4)可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的争辩。

一、胚胎移植
阅读教材P74～76，结合图3－16、3－17，探讨回答下列问题：
1．试分析胚胎移植技术中胚胎的来源及生殖方式。
提示：(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．胚胎移植的受体应具备哪些条件？
提示：同一物种；与供体处于相同的生理状态；雌性动物。
3．胚胎移植的意义有哪些？
提示：(1)加速育种工作和品种改良；
(2)大量节省购买种畜的费用；
(3)一胎多产；
(4)保存品种资源和濒危物种；
(5)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
二、胚胎分割与胚胎干细胞
阅读教材P78～P79，结合图3－23，探讨回答下列问题：
1．胚胎分割有什么意义？处理时期和理由是什么？
提示：胚胎分割的意义是提高胚胎利用率。处理的时期是桑椹胚期或囊胚期，由于此时还未消灭细胞的分化。
2．结合胚胎分割的进展简史，想一想早期胚胎能不能无限分割。
提示：不能。实践证明，接受胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。
3．囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时要留意什么？为什么？
提示：内细胞团在囊胚阶段才消灭，它将来发育成胎儿的各种组织。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要留意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育。
4．观看图示，回答问题：

(1)囊胚细胞消灭________和________。内细胞团将来发育成胎儿的________，滋养层细胞将来发育成________等。
(2)消灭囊胚腔，是胚胎内部一个含有液体的囊腔。
(3)胚胎干细胞的来源：在人胚胎发育早期的________中未分化的细胞。
(4)胚胎干细胞的特点：具有________力量并保持________状态，在肯定条件下可分化为各种____________；易于进行基因改造操作。
提示：(1)内细胞团　滋养层　各种组织　胎盘
(3)囊胚　(4)增殖　未分化　组织和器官

　请回答胚胎工程方面的问题：
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、______________、______________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其________。另外，培育的卵母细胞需要发育至减数其次次分裂的中期，该时期在显微镜下可观看到次级卵母细胞和________。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，接受激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是__________。
(4)胚胎移植前对供受体母牛要进行____________。为胚胎在受体体内存活供应可能的基础是指受体对外来的胚胎基本上不产生　。
[解析]　(1)“试管牛”是通过在试管中进行体外受精，然后将受精卵进行胚胎培育，将获得的胚胎再利用胚胎移植技术植入母体内，在母体内发育和产出牛个体的过程。(2)为使精卵成功结合需要对精子进行获能处理；卵母细胞发育至减数其次次分裂中期的细胞为次级卵母细胞或第一极体。(3)促性腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进卵母细胞的生成。(4)同期发情处理的目的是使供、受体的生理状态同步或全都。另外胚胎要在受体内存活，必要的条件是不能和受体产生免疫排斥反应。
[答案]　(1)早期胚胎培育　胚胎移植　(2)获能　第一极体　(3)促性腺激素　(4)同期发情处理　免疫排斥反应

从生殖方式上区分克隆、试管牛和胚胎移植
(1)克隆：是无性繁殖，具体指从一个共同的祖先通过无性繁殖的方法增生而来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或者个体，如植物的组织培育。动物的克隆指细胞核移植，通过离体培育重新表达细胞的全能性。
(2)试管牛：是体外受精和胚胎移植过程，属于有性生殖。
(3)胚胎移植：取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的。若由受精卵形成的则为有性生殖，否则为无性生殖。
　(山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：

(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培育称为________，培育的细胞在贴壁生长至铺满培育皿底时停止分裂，这种现象称为________。
(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培育获得。
(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内连续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分别培育获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。
[研析]　本题主要考查动物细胞培育和胚胎移植等有关学问，意在考查识记和理解应用力量。具体解题过程如下：
[审]——提取信息
　 信息a：由设问(1)对黑鼠体细胞的初次培育可知其称为原代培育。
信息b：由设问(2)从灰鼠输卵管内获得2－细胞胚胎可知此过程为冲卵。
信息c：由设问(3)重组囊胚移入白鼠子宫内可知此项技术是胚胎移植技术。
信息d：由设问(4)“iPS与ES细胞同样具有发育全能性”可推得对其进行定向诱导
分化用于疾病的细胞治疗。
[析]——解读信息
　 解读信息a：动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培育称为原代培育。
解读信息b：将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。
解读信息d：iPS与ES细胞同样具有发育全能性即均可分化为成年鼠任何一种组织细胞，可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
[答]——解题规范
设问(2)：其次个空填的正确答案“体外受精”来自一个关键语句“灰鼠体内取出”，答为“受精”不给分。
设问(4)第一个空：囊胚本身就是早期的胚胎，而其内细胞团具有发育的全能性，其他部分细胞则不具备此特性，因此答“早期胚胎”不恰当。
设问(4)其次个空：前面有一个关键词“定向”，这打算了这个答案只能填“诱导分化”，不能填“诱导分裂、分化”或“分裂”。
[答案]　(1)原代培育　接触抑制　(2)冲卵(或冲胚) 　体外受精(或核移植)　(3)胚胎移植　冷冻(或低温)　(4)内细胞团　诱导分化

干细胞的分类及特点

干细胞
分化程度
举例
全能
干细胞
能发育成机体的全部组织、器官及发育成完整个体的细胞
受精卵、
胚胎干细胞等
多能
干细胞
能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体的细胞
造血干细胞等
专能
干细胞
发育成特地的组织
神经干细胞等

———————————————[课堂归纳]——————————————————

[网络构建]

填充：①内细胞团　②收集　③桑椹胚或囊胚 ④－196_℃的液氮　
⑤原始的性腺　⑥细胞核大 ⑦具有发育的全能性
[关键语句]
1．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
2．胚胎移植的理论基础
(1)早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集供应可能。
(2)受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内存活的理论基础。
(3)供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育供应了可能。
3．为促进供体多排卵，应用促性腺激素进行超数排卵处理。
4．一般选取孕激素对供、受体进行同期发情处理。
5．胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应留意将内细胞团均等分割。
6．胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分别出来的一类细胞，简称ES或EK细胞，表现为体积小、细胞核大、核仁明显等特征，具有发育的全能性。