高中生物 第三章 胚胎工程 3.2.1 胚胎工程及其应用(1)导学案苏教
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高中生物第三章胚胎工程 3.2.1 胚胎工程及其应用(1)导学案苏教版选修3
胚胎工程及其应用(1)
【课标要求】
1、简述胚胎工程的理论基础;
2、举例说出胚胎工程的应用。
【教学目标】
1、简述胚胎工程的原理和技术
2、举例说出哺乳动物胚胎工程的应用
【教学过程】
知识点
三、胚胎工程的主要技术与应用
1、胚胎工程是由________________、_______________、
_______________、________________和________________等组成的现代生物技术。
2、胚胎工程操作的主要对象是________________、
________________和________________。
3、胚胎工程的理论基础是__________________________。
(一)体外受精技术:
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4、体外受精是指哺乳动物的___________和__________在体外______________的环境中完成受精过程的技术。
5、体外受精技术的原理是人工模拟_________环境,包括
_______、_________、_______等,使初级卵母细胞________,同时使精子________,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎等。
6、体外受精技术的价值:
_________________________________________________________ _________________________________________________________ ____________________。
7、体外受精的一般过程:(1)卵母细胞的采集和培养①对于实验动物如小鼠、兔,以及家畜猪、羊等,采用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子再体外受精。②对于大家畜或大型动物,如牛,采用的主要方法是:从屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或者活体采卵。采集的卵母细胞要经过培养成熟后,才能与获能的精子受精。(成熟是指?)(2)精子的采集和获能收集精子的方法有:假阴道法、手握法和电刺激法获能的处理:①对于啮齿动物、家兔和猪的动物精子一般采用培养法,将精子放在人工配制的获能液中,培养一段时间,精子就可获能。②对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体
A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能。(3)受精获能的精子
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和培养成熟的卵子,一般情况下都可以再获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。
8、胚胎的早期培养:精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液中除了一些无机盐和有机盐外,还需维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。等胚胎发育到适宜阶段,可将其取出向受体移植或冷冻保存。注:牛、羊一般在桑椹胚或囊胚进行移植。人的体外受精胚胎,可在四细胞胎阶段移植
【例1】
下列关于促进雌性动物大量排卵的叙述中,正确的是()
A、给未成年的雌性动物注射大量的相关激素,使其排卵
B、给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素,使其超数排卵
C、给未成年的雌性动物注射一定的相关激素,使其排卵
D、给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素,使其超数排卵
【例2】
采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,以下原因不正确的是()
A、卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B、动物排出的卵子成熟程度不同
C、体外人工培养至减数第二次分裂中期时,才算成熟
D、冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大
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【例3】
在体外受精前,要对精子进行()
A、纯化处理
B、获能处理
C、电刺激
D、超声波处理
【例4】
(多选)精子体外获能的方法有()
A、化学法
B、电刺激法
C、培养法
D、冷藏法
【例5】
(多选)体外受精的主要步骤是()
A、卵母细胞的采集
B、卵细胞的采集
C、精子的采集
D、受精
(二)胚胎移植技术
9、胚胎移植技术是指将良种母畜配种后,从其生殖道中取出____________或____________,移植到______________的
_________母畜体内,使之继续发育成新个体的技术。
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10、胚胎移植中,提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。
11、胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性良种个体的繁殖潜力。
12、胚胎移植的生理学基础:第一,哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供体、受体的生殖器官的生理变化是相同的,这就为胚胎移入受体提供了相同的生理环境。第二,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,这就为胚胎收集提供了可能。第三,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四,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,在孕育过程中不受任何影响。
【思考】
胚胎移植实质上是早期在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?
13、胚胎移植的基本程序: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)良种公牛配种或人工受精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
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【例6】
“试管婴儿”技术属于()
A、胚胎移植
B、组织培养
C、克隆技术
D、基因工程
【提醒】
①早期胚胎一般指可用于移植的胚胎,在原肠胚之前的褒胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
②体外受精技术水平最高的动物为牛。③胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同,除无机盐、营养成分和调节物质外,还需要血清,两者都是液体培养基。
【思考】
“试管婴儿”与自然受孕的异同?
(三)胚胎分割技术
14、胚胎分割技术是用______________的方法将一枚_______分割成_________、__________甚至___________,经过_______或_______培养后_______受体,以得到______________或
________________后代的技术。
15、这种胚胎分割技术可被视为一种______________方法或者动物无性繁殖。既可为______________、____________提供活
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胚材料,还可为获得遗传上同质的后代以及家畜_______提供有价值的材料。
16、胚胎分割所需要的主要仪器是实体显微镜和显微操作仪。
17、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,将其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。具体操作程序:用分割针或分割刀将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的空的透明带中,或直接将裸半胚移植给受体。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注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。
(四)胚胎冷冻技术
18、胚胎冷冻技术是将动物的______________,通过特殊的__________和___________,使其长期保存在___________环境下。
(五)动物性别控制技术
19、动物性别控制技术是指通过______,使动物按照人们的意愿繁衍所需性别的后代的技术。
【巩固练习】
()
1、体外受精的场所是
A、在水溶液中
B、在盐溶液中
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C、在获能溶液或专用的受精溶液中
D、在酒精溶液中()
2、下列哪项不是人工授精和体外受精的区别
A、人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B、体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C、人工授精和体外受精的本质不同
D、人工授精的精卵结合在母畜体内,而体外受精的这一过程在母畜体外()
3、以下是师生共同研究设计的“试管牛”工厂化生产技术的流程,其正确顺序应①卵母细胞的采集和培养②精子的受精和获能③画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图④受精⑤胚胎的早期培养
A、①②③④⑤
B、①②④⑤③
C、①②④③⑤
D、①②⑤③④()
4、超数排卵的做法正确的是
A、口服促性腺激素
B、注射促性腺激素
C、口服或注射促性腺激素
D、以上方法均不正确()
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5、我国引进良种红安格肉牛后,使其快速繁殖使用的方法有
①发酵工程②组织培养③基因工程④克隆⑤细胞工程⑥体外受精和胚胎移植
A、①③
B、②④
C、④⑤
D、④⑥()
6、“冲卵”是指
A、把受精卵从子宫冲洗出来
B、把卵细胞从子宫冲洗出来
C、把卵细胞冲散,便于收集
D、把胚胎从子宫冲洗出来()
7、进行胚胎胚胎移植时最迟选择哪一时期的胚胎
A、卵裂期
B、桑椹胚
C、囊胚
D、原肠胚
8、1999年4月23日晚9时,在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴,她是我国首例第三代试管婴儿,父母身体健康。婴儿的母亲7年前生下一男婴,孩子一岁后发病,最后死于脑出血。5年后,她第二次怀孕6个月时,到医院抽羊水及脐带血诊断,发现胎儿是男孩,但是血友病患者,遂引产。夫妇二人
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最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎,并抽取每个胚胎的1~2个细胞进行检查后,选择了两胚胎进行移植,最后一个移植成功。根据此资料回答下列问题:(1)试管婴儿技术作为现代生物技术与母亲正常怀孕、生产过程的相同之处是_______________________________,不同点在于___________________________________。(2)血友病的遗传方式为________________,如果用
B、b表示血友病基因或正常基因,则父、母亲的基因型分别是________和_________。如果该夫妇再生一男孩,患血友病的概率是___________(3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察________________判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用_________性胚胎进行移植,原因是
_________________________________________________________ ______________________。应用现代生物技术,现在人们已能够选取最理想的胚胎,其基因型应该是_________,自然状态下,出现这样胚胎的概率是________。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。(1)通过有性生殖产生并在母体子宫内发育形成胎儿试管婴儿受精作用在体外,并在体外发育成早期胚胎后进行胚胎移植(2)伴X染色体隐性遗传 XBY
XBXb1/2染色体组成女男性胎儿从母亲获得b基因患病的概率为1/2,而女性正常 XBXB1/4
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