2019-2020年高中生物 第31课 胚胎工程（2）教案 新人教版必修3.doc

2019-2020年高中生物 第31课 胚胎工程（2）教案 新人教版必修3一、教学内容及考纲要求知识内容要求胚胎工程的理论基础胚胎干细胞的移植胚胎工程的应用AAB二、重要的结论性语句1.胚胎移植成功与否要有两个条件:(1)在同种的雌性供体和受体之间进行,（2）供体和受体的生理状态要相同。2.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间的转移。3.对囊胚阶段的胚胎分割时，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。三、重、难点知识归类、整理1.胚胎移植的生理学基础：胚胎移植成功与否与供体和受体的生理状况有关 。 1）供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境 2）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供可能 3）受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供可能 4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传物质不受影响2.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）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3.胚胎分割操作程序： 1）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 2）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半胚移植受体。对囊胚阶段的胚胎分割时，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.干细胞 1）种类：按照分化潜能的大小，分为专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如成肌细胞；多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞；全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。（2）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。主要用途是：可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类的某些顽疾；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；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。5胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力四、例题解析： 例1：下列关于干细胞的说法不正确的是（ ）A专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞B多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力C全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官D胚胎干细胞是多能干细胞例2：下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答： (1)、选择供体母牛、供体公牛的要求是 ，同期发情处理的方法是注射 。 (2)、冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_冲洗出来。 (3)、从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有_。(4)、图中标号3为_，它将来可发育为胎膜和胎盘。 (5)、若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗?为什么?_ 课堂练习一、单选题：1胚胎移植的受体不符合以下哪一条件( )A同种生物 B生理状态相同 C雄性动物 D雌性动物2下列哪项不是胚胎移植的步骤？（ ）A对供体、受体的选择和处理 B配种或进行人工授精 C对胚胎进行分割、培养及移植 D对胚胎的收集、检查、培养或保存3供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因正确的是（ ）A防止受体牛不愿意接受胚胎B只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育C只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同D同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强4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、生理状况相同的其他雌性动物的体内。以下说法不正确的是（ ）A这里所说的同“种”是指同一物种B加拿大荷斯坦奶牛胚胎植给我国黄牛，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5利用克隆技术培育良种牛时，如果多个供体细胞来自同一头牛，培育出的多个牛犊个体在性状上也不完全相同，分析其原因，下列哪一项叙述是不正确的（ ）A性状变异可由环境条件引起 B基因可能会发生突变C受体细胞的细胞质基因不同 D细胞核基因发生了重组6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、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、神经等器官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7胚胎工程技术包含的内容很丰富，下列与此相关的说法错误的是（ ）A精子获能后才能完成与卵子的受精过程B受体母畜必须处于供体母畜同步发情时才能进行胚胎移植C经胚胎分割技术得到的后代之间具有一半不同的遗传物质D控制动物性别可使奶牛场获得更多的雌性牛犊以增加经济效益二.多选题8常规的胚胎移植的技术环节包括（ ）A胚胎采集 B胚胎检查 C胚胎培养、保存 D胚胎移植9下列关于试管婴儿的说法，正确的是( )A是体外受精、胚胎移植的产物 B是一个有性生殖过程C精子和卵细胞在体外结合成受精卵 D体细胞的核与卵的细胞质融合成受精卵10对胚胎分割技术的叙述正确的是( )A胚胎分割技术已在多种动物中取得成功B采用胚胎分割技术产生的同卵多胎的可能性是有限的C经胚胎分割的同卵双胎是最常见的D胚胎分割技术还存在一些问题11下列各项成就中，对胚胎干细胞应用临床治疗具有重大意义的是（ ）Axx年日本科学家用猴胚胎干细胞治疗猴帕金森氏综合征获得成功Bxx年美国科学家成功诱导猴的胚胎干细胞在体外形成神经细胞、心肌细胞等Cxx年美国科学家将“早期”的人胚胎干细胞植人因脊椎受伤而无法行走的鼠体内，瘫痪的鼠又能重新行走Dxx年英国科学家对鼠胚胎干细胞的免疫缺陷基因进行修复后，再将其植人鼠体内，结果修复了鼠的免疫系统缺陷三、非选题： 12请回答下列有关问题：1）在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是 ，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。在胚胎工程中，通过给良种母畜注射外源 ，使其排出更多的卵细胞，称为超数排卵。（2）在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法尽快繁育更多的优质牛。胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是此时还未出现 ，此时的细胞属于 干细胞的一类。通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为 。通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别则取决于 细胞的染色体组成。这样人们就可以根据需要，有目的地控制小牛的性别。13.自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题：（1）现有一头良种雄性黄牛，请你提供一种简便的方法，使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。（2）现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。简述操作步骤（至少写出其中的4个重要步骤）（3）采用什么方法可以使普通黄牛产下奶牛、良种肉牛等多品种小牛。课后练习一、单选题：1供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换，以下说法正确的是 （ ）A受体是为供体胚胎提供发育的条件B受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应C受体与胚胎血液混融在一起 D胚胎心肺功能都能正常运转2为胚胎在受体内的存活提供了可能的原因有（ ）A同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的B早期胚胎在母体子宫内处于游离状态C供体胚胎可与受体子宫建立正常生理和组织联系D受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应3下列有关动物胚胎移植的叙述中不正确的是（ ）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超数排卵技术要使用一定的激素 D试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成4下列过程在胚胎移植中不需要进行的是( )A对供体、受体要进行选择B要用激素对供体进行超数排卵处理C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法5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6高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。下图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是 ( ) 7人体的干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中正确的是：( )A造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类数量有差异B造血干细胞和白细胞的细胞质中RNA种类相同，数量也相同C若编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变，则血红蛋白中氨基酸序列一定发生改变D造血干细胞分化成红细胞的过程是在细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程二.多选题82004年9月4日，世界上第一位“试管婴儿”路易斯布朗喜作新娘。培育“试管婴儿”的技术有( )A体外受精 B细胞培养 C胚胎移植 D克隆技术9利用下列生物工程技术培养出的新个体中，不只具有一个亲本遗传性状的是（ ）A细胞和组织培养 B细胞融合 C动物胚胎移植 D克隆羊技术（多利）10胚胎移植技术目前主要应用于 ( ) A.解决某些不孕症者的生育问题 B治疗某些遗传病 C提高良种家畜的繁殖力 D提高动物的抗病力11干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中正确的是A利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能B造血干细胞在骨髓中可分化出B细胞和T细胞C骨髓移植时必须是供者与受者的主要HLA有一半以上相同D异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变并会遗传三、非选题：12现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。（1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出注入B品种牛的_卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为，将该胚胎移入代孕母牛的中，通过培育可达到目的。（2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量，为解决这一问题，可以用激素处理B品种母牛。（3）克隆牛的产生说明具有全能性。克隆牛的性状主要表现 品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自个亲本，细胞质主要来自性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成（相同，不同）。13根据下列材料和材料，回答有关问题。材料：供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这两个问题。图A表示治疗性克隆的过程。 材料：科学家做了让羊产牛奶的构想，图B表示其过程。(1)请在图A中横线上填上适当的生物学名称： ； 。(2)图A中表示的生理过程是 。(3)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。你认为治疗性克隆有什么意义？ (至少答两点)。（4）请你谈谈为什么要反对克隆人？ (5)图B中涉及的现代生物技术有 (至少写到3个)。(6)小羊a、小羊b、小羊c表现的遗传性状是否相同？ ，原因是 。(7)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构想？ ，理由是 。14运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞（ES细胞），如右图所示。 早期胚胎内细胞团胚胎干细胞 (1)胚胎干细胞除来源于早期胚胎外，还可来源于 。它在形态上的特性是 ；它在功能上的特性是 。(2)在体外培养过程中，必须用 处理内细胞团，使之分散成单个细胞，在体外诱导可以定向分化成各种类型的细胞，其分化的原因是 。利用分子杂交技术可以检测细胞分化过程中遗传物质不变，只是表达的基因不同。请简述其检测过程 。(3)通过ES细胞培育出的人造器官，在临床应用上的最大优点是解决了移植器官和患者之间 的问题。15白血病又名血癌，是一种高死亡率的疾病，在我国的发病较高。在儿童的恶性肿瘤发病率中，白血病居第一位。白血病是由于造血干细胞增殖分化异常而引起的恶性增殖性疾病，它不仅影响骨髓及整个造血系统，还侵犯身体其他器官。目前能根治白血病的惟一方法就是进行造血干细胞移植。干细胞移植是近几年来治疗白血病的一项突破性技术。在干细胞移植治疗方案中，患者只需接受大剂量的化疗与全身放疗，将骨髓内的病变造血细胞摧残，然后移植正常干细胞完全替代病人原有的病变骨髓，即可重建造血与免疫机能，这被称为造血干细胞移植。干细胞研究是与基因工程并列为生命科学两大热点之一，应用前景非常广阔。干细胞移植已成为许多疾病的最佳治疗方法，除了可以根治白血病以外，还能治疗其他血液病，如再生性障碍性贫血、淋巴系统恶性肿瘤、遗传性免疫缺陷症等。根据上述材料回答：（1）目前治疗白血病的首选方法是_。但没有亲缘关系的骨髓中其配型相结合的仅有万分之一，在同胞兄弟姐妹中也仅有25%的概率，试简述其原因_ _。为了避免器官移植时的异体排斥反应，医院建议保留婴儿的脐带血，以便必要时_ _。（2）造血干细胞形成各种血细胞，需要经历细胞的 和 过程。成熟红细胞失去全能性的原因是 。 （3）接受干细胞捐献者的血型会不会发生改变？试分析说明。 （4）病人恢复健康后，所生的女子血型也会随之改变吗？试分析说明。 （5）随着生物工程技术的发展，白血病不再是不治之症，可以通过_ _彻底治疗。（6）请再列举一例胚胎干细胞在基础生物学上的应用 _（7）你认为在干细胞研究中可能出现的不利影响是什么？ 第31课 胚胎工程（2）例1：解析：干细胞按照分化潜能的大小，分为专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如成肌细胞；多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞；全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。答案为D例2：解析：基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用促性腺激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查(对受体母牛进行是否妊娠的检查)。滋养层细胞发育为胎膜和胎盘；若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型不一定相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同。答案：1) 具有优良性状的同种牛，促性腺激素 (2)胚胎 (3)DE (4)滋养层 (5)不一定相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同课堂练习：1C 2C 3B 4D 5D 6B 7C 8ABCD 9ABC 10ABCD 11ABCD12.使供、受体的生理状态相同 促性腺激素（2）细胞的分化 胚胎 全为雄性或全为雌性 供核13.（1）人工授精（不能答体外受精。）（2）用激素对良种母牛（供体）、代孕母牛（受体）进行同期发情处理；用激素使供体母牛超数排卵； 配种（自然交配）或人工授精； 收集胚胎（冲胚）；胚胎（分割）移植； 受体母牛妊娠检查： 受体母牛产下后代（3）体外受精、早期胚胎的体外培养、胚胎移植（只答体外受精和胚胎移植就可，如果答体内受精，必须有冲胚和胚胎移植的过程） 课后练习： 1A 2D 3D 4C 5B 6D 7D 8ABC 9BCD 10AC 11AC 12（1）细胞核 去核 重组胚胎 子宫（2）不足，促性腺（3）动物体细胞核 A 两 雌 不同13(1)细胞核内细胞团(内细胞团细胞) (2)细胞的分化 (3)开辟了治疗人类疾病的新途径，如解决组织或器官的来源、多种难治或不治之症的治疗；解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应；促进畜牧业、动物业、制药业等方面的蓬勃发展等。 （4）严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子 (5)基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培养、动物细胞培养等 (6)相同 这些个体都是由同一个重组细胞发育形成的(由同一早期胚胎经分割后发育成) (7)不能 因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制（或:由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体；动物体细胞质不能激发核全能性的表达。(具有开放性，其它合理答案也可以)14（1）原始性腺 体积小、细胞核大、核仁明显。具有发育的全能性（即可以分化为动物体内任何一种组织细胞）(2)胰蛋白酶 基因选择性表达 制备特定的基因探针，并与分化的不同种类细胞中提取的DNA和RNA杂交（观察并分析分子杂交的结果） 免疫排斥 15 （1）骨髓移植 每个人的细胞表面带有一组与别人不同的组织相容抗原，如果将别人的器官移植到病人身上，病人的免疫系统会识别这些“非己”成分而加以排斥 利用自身的干细胞构建组织器官 (2)增殖(分裂) 分化 没有细胞核（3）会改变 。因为移植的正常骨髓完全替代了病人原有的病变骨髓，即新的造血干细胞取代了原有的造血干细胞通过有丝分裂形成血细胞，但在此过程中，决定血型的基因不发生改变 （4）不会改变。因为子女是由受精卵发育而来的，虽然血细胞的血型改变了，但是在生殖细胞中决定血型的基因没有改变。再者，由于母体血液和胎儿血液是不相通的，因此子女的血型是按照原来的血型遗传的。 （5）基因疗法 （6）作为研究体外细胞分化的材料（7）可能被少数人用来克隆人，这是社会伦理道德不允许的，也是绝大多数科学家和各国政府反对的。