1、第12课时胚胎工程的主要技术与应用目标导航1.了解胚胎工程的原理。2.理解体外受精、胚胎分割、胚胎冷冻保存、动物性别控制等主要技术手段的方法与过程。3.掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和意义。4.举例说出胚胎工程的应用。1胚胎工程(1)概念：是由_技术、_技术、_技术、_技术和_技术等组成的现代生物技术。(2)操作对象：生殖细胞、_和_细胞。(3)理论基础：_。2体外受精技术(1)概念：指哺乳动物的_在_的环境中完成受精过程的技术。(2)基本原理：人工模拟体内环境，包括_、_、pH等，促使初级卵母细胞_，同时使精子_，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。(3)应用研究哺乳动物_、_和早期
2、胚胎_等。对充分利用优良品质资源，缩短_，加快_等有重要价值。体外受精技术还是哺乳动物_技术、_技术、_技术和_技术等不可缺少的组成部分。3胚胎移植技术(1)含义是指将良种母畜配种后，从其生殖道取出_，移植到_的_体内，使之继续发育成为新个体的技术。(2)应用提高优良品种家畜的_和加速_。4胚胎分割技术(1)含义用显微手术的方法将_分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经_后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。(2)意义可为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料，还可为遗传上同质的后代以及家畜育种提供有价值的材料。5胚胎冷冻保存技术(1)含义将动物的_，通过特殊的保护剂和_措施，使其长期保存
3、在_环境下。(2)优点使胚胎移植不受_的限制，简化引种过程。6性别控制技术(1)含义是指通过_，使动物按照人们的愿望繁衍_的后代的技术。(2)应用可以避免_的遗传病胎儿的出生。控制动物的_以提高动物生产的经济价值。知识点一体外受精1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2试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是()A都属于无性生殖B都属于细胞工程的某些技术C都不会
4、发生基因重组D都体现了分化的细胞具有全能性知识点二胚胎移植3下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术4如图为胚胎移植过程示意图，请据图回答以下问题。(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是_、_和_。丁牛为_。(2)过程、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_。(4)过程常用_的方法对甲牛进行处理。知识点三胚胎分割5下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是()
5、A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例6如图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图完成下列问题。(1)填出图中字母所代表的结构名称：A_；B_；C_；D_；(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称：甲_；乙_；丙_。(3)进行乙过程时，所取的样本是_。进行甲过程时，所使用的基本仪器是_，本过程的技术关键是_。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，如_等；同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是_。(5)对被分割的胚胎的要求是
6、_。知识点四动物性别控制7控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法，通过胚胎工程技术可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。根据以上信息回答下列相关问题。(1)家畜的性别是由_决定的。已知牛的X精子(含X染色体的精子)的DNA含量比Y精子的高，质量和体积也大，利用具有一定粘稠度的分离液可对精子进行沉淀分离，奶牛场为了增加牛奶产量应选择分离液_(选择“上层”或“下层”)精子，以获得所需性别的牛犊。(2)图中过程通常采用_技术。在这个过程中_的精子与发育到_期卵子相遇时，会发生_反应，释放出有关的酶溶解卵子外围的放射冠及透明带。(3)胚胎移植时，受体
7、应处于适合的生理状况，此时可利用激素对供受体进行_处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请简要写出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法。_。基础落实1下列有关动物胚胎移植的叙述中，不正确的是()A从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植B供体母畜的职能是产生具有优良遗传特性的胚胎C超数排卵技术要使用一定的激素D受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥，是胚胎移植能够成功的原因之一2下列说法符合胚胎移植生理学基础的是 ()A供、受体的发情时间要一致，才能使胚胎在移植前后所处的生
8、理环境保持一致B供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似C受体子宫与外来胚胎发生排斥反应，是胚胎移植过程需要重点克服的难题D胚胎移植产下的个体在质基因控制的性状上与受体母亲相似3表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是()A试管动物的培育 B胚胎的移植C胚胎的分割移植 D受精卵的移植4关于胚胎分割技术的叙述，错误的是()A胚胎分割操作在动物的子宫内进行B用分割针或分割刀片对早期胚胎进行分割C分割后必须移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育D对囊胚进行分割时要注意将内细胞团均等分割5下列不属于胚胎工程技术的是()A体外受精技术 B性别控制技术C胚胎冷冻保
9、存技术 D转基因鲤鱼的培育6胚胎分割技术是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是()A胚胎分割是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，因此不属于克隆D胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎7下列关于体外受精技术的说法中，错误的是()A体外受精技术需要的温度大约为37B体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的C体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖技术D体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制能力提升8将雌性动物的早期胚胎，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。以下说法不正确的是()A这里说
10、的同“种”是指同一“物种”B加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，可以移植成功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，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的9下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是()A在发情后的最初一段时期，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态B早期胚胎在相当一段时间是独立存在的，未与子宫建立实质性联系C一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原性质的胚胎并没有免疫排斥现象D移植的胚胎，依造自身储存的营养物质继续完成胚胎发育10动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，表示其结果，请根据
11、图回答，下列说法正确的是()A若a是移植技术，反应了动物也具有全能性B若c是胚胎分割技术，中个体的基因型和表现型一定相同C中作为受体的动物品种是珍稀的或者存量少的雌性动物D若b是体外受精技术，则为良种家畜快速大量繁殖提供了可能11.人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图所示。(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠_中获取。(2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，二者需用_切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。(3)子代大鼠如果_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已
12、成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是_、早期胚胎培养和胚胎移植。12以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，ah为操作过程。请据图回答下列有关问题。(1)“试管牛”技术的操作流程是_(填图中字母)。(2)图中数字标号代表的结构名称是：_，_，_。(3)d代表的操作是_。(4)图中用到的激素是_，过程h常用的方法是_。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。综合拓展13一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为
13、该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如下图：请回答；(1)过程是指在体外进行的_处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程称为_。(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质_进行PCR扩增，然后用Mst 对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Mst 是一种_酶。(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如，据此判断该胎儿为_(正常/患者/携带者)。第12课时胚胎工程的主要技术与应用知识清单1(1)体外受精胚胎移植胚胎分割胚胎冷冻保存性别控制(2)受精卵早期胚胎(3
14、)胚胎发育学2 (1)精子和卵子体外人工控制(2)营养温度成熟获能(3)生殖细胞的发生受精发育机制家畜繁殖周期品种改良速度 胚胎移植克隆转基因性别控制3(1)受精卵或早期胚胎生理状态相同同种母畜(2)繁殖能力品种改良4(1)一枚胚胎体内或体外培养5(1)早期胚胎降温超低温(2)时间和地域6(1)人为干预所需性别(2)与性别有关性别对点训练1C思路导引本题旨在考查学生对人工授精、自然受精与体外受精的区别和联系，考查生物新技术及应用是当今高考的热点问题之一。归纳提升比较人工授精、自然受精、体外受精自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受
15、精人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中相同点(1)精子获能，卵子成熟后方能完成受精过程(2)都是有性生殖2.B思路导引回顾试管婴儿、试管苗、克隆羊获得的技术过程；综合思考，逐一辨析每一个选项。归纳提升克隆组织培养试管动物(婴儿)生殖方式无性无性有性遗传物质来源2个亲本1个亲本2个亲本性别决定提供核亲本一般没有精子类型用途优良种畜快速繁育，可选择性别快速繁殖无病毒植株解决不孕不育现状不成熟成熟成熟3.B思路导引明确体外受精的过程和场所；知道动物细胞培养和早期胚胎培养加血清的作用及原因；试管婴儿技术涉及的其他技术有哪些。知识链接胚胎移植
16、成功与否的两个重要条件(1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。(2)供、受体生理状态要相同应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。4(1)优质母牛普通母牛优质公牛有价值的后代(优质牛)(2)同期发情处理胚胎移植(3)胚胎分割(4)注射促性腺激素解析仔细观察图解，先判断出过程、分别为同期发情处理、胚胎移植和超数排卵，进一步确定对甲牛超数排卵处理的方法是注
17、射促性腺激素。胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优质牛，受体牛为普通母牛即可。归纳提升(1)胚胎移植的过程(2)胚胎移植的生理学基础生理学基础意义雌性动物发情后生殖器官的孕向发育哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，生殖系统均处于受精后的生理状态之下为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境早期胚胎的游离状态早期胚胎形成后，在相当一段时间内不会与母体子宫建立组织上的联系(独立存在，发育基本上靠本身贮存的养分)为胚胎的收集提供了可能(胚胎在短时间的离开活体情况下可以存活，植于与供体相同的环境中即可继续发育)胚胎移植不存在免疫排斥问题受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎
18、在受体内的存活提供了可能胚胎和受体的组织联系的建立供体胚胎在一定时期可与受体子宫建立正常的生理上和组织上的联系，在孕育过程中不影响胚胎的遗传特性为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障5.B知识链接有关胚胎分割的理解(1)繁殖方式：动物无性繁殖或克隆的方法之一。(2)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。(3)工具：分割针或分割刀片、显微操作仪和实体显微镜。(4)方法：机械法。(5)囊胚期分割要求：对内细胞团应均等分割。(6)意义：提高了胚胎的利用率。6(1)囊胚腔透明带滋养层内细胞团(2)胚胎分割做DNA分析进行性别鉴定胚胎移植(3)滋养层显微操作仪和实体显微镜将内细胞团均等分割(4)
19、刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异同卵双胎(5)发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚解析(1)根据囊胚的结构可知图中字母所代表的结构名称分别是A为囊胚腔，B为透明带，C为滋养层，D为内细胞团。(2)图中表示的甲、乙、丙过程的技术分别是胚胎分割、做DNA分析进行性别鉴定、胚胎移植。进行乙过程时，所采取的样本是滋养层。(3)进行甲过程时，所使用的基本仪器是显微操作仪和实体显微镜。本过程的技术关键是将内细胞团均等分割。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中已取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异等；同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是同卵双胎。归纳提升7(1)
20、性染色体下层(2)体外受精获能减数第二次分裂中顶体(3)同期发情免疫排斥(4)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)(或分析胚胎细胞的染色体组型)解析哺乳动物的性别决定为XY型：XX为雌性，XY为雄性，可见哺乳动物性别取决于两种精子X精子和Y精子；胚胎性别鉴定的分子水平的方法DNA杂交技术；胚胎移植的准备工作之一为：对受体进行同期发情处理；受精前精子必需要获能，卵子成熟到减数第二次分裂中期；受精过程要发生顶体反应。知识链接动物的性别控制(1)概念：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代。(2)方法分离X精子与Y精子X精子Y精子分离或选择方法体积和质量大小沉淀分离耐酸碱性嗜酸性嗜碱
21、性用化学试剂预先改变阴道的pH电荷负电荷正电荷电泳法鉴别胚胎性别取早期胚胎的滋养层细胞，做染色体或DNA分析，进行胚胎性别的鉴定。(3)意义防止与性别有关的遗传病胎儿的出生。可以按照生产需要控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。课后作业1A2A3C4A5D6B7B8D9D10D11(1)卵巢(2)目的基因载体同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)限制酶切割位点 (3)检测到体内有相关蛋白出现高血压(4)体外受精解析(1)对于实验动物大鼠，如果是从活体输卵管中采集的卵母细胞，可以直接与获能的精子在体外受精。如果是从已处死的雌鼠卵巢中采集的卵母细胞，需要在体外经人工培养成熟后， 才能与获能的精子受
22、精。(2)题图中的高血压相关基因作为目的基因，质粒作为载体，二者需用同种限制性核酸内切酶切割后才能连接成重组载体，该过程与质粒上有限制酶切割位点有关。(3)若在子代大鼠的体内检测出与高血压相关的蛋白质，则从分子水平上说明高血压相关基因已成功表达；若子代大鼠的血压升高，则从个体水平上说明高血压相关基因已成功表达。(4)在转基因动物的培育过程中，需要用到的胚胎工程技术主要有体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植等。12(1)abfg(abcde)(2)滋养层囊胚腔内细胞团(3)胚胎移植(4)促性腺激素显微注射法(5)要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育13(1)精子获能胚胎移植(2)DNA限制性核酸内切(3)正常解析(1)体外受精时精子要经过获能处理，卵子要培养到减数第二次分裂的中期时才能受精。受精后形成的受精卵在体外培养到816个细胞的早期胚胎，再移植到母体的子宫内进一步发育。(2)基因诊断时首先要从细胞中提取DNA，切割DNA分子的酶为限制性核酸内切酶。(3)按题意分析，双亲都是杂合子，各含一个正常基因和一个致病基因，患儿中两个基因都为致病基因，比较电泳带谱，可知胎儿中含的都是正常基因。