3.3 胚胎工程的应用及前景
【导学目标】
1.举例说出胚胎移植和胚胎分割。
2.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。 3.关注胚胎工程的研究进展和应用价值。 【自主学习】 一、胚胎移植
1.胚胎移植概念 (1)对象：雌性动物体内的 或通过 及其他方式得到的胚胎。
(2)移植条件：同种、 相同的其他雌性动物体内。 (3)供体：在胚胎移植中 的个体。 (4)受体：在胚胎移植中 的个体。
(5)本质：生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁殖后代的过程。 (6)地位：是胚胎工程的 一道“工序”。 2．胚胎移植的意义
(1)充分发挥雌性优良个体的 。 (2) 了供体本身的繁殖周期。
(3)对供体施行 处理后，增加后代数量。 3．胚胎移植的生理学基础及相应意义
生理学基础 同种动物的供、受体生殖器官的 是相同的 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与 建立组织上的联系，而是处于游离状态 受体对外来胚胎基本上不发生 供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系，但其 不受任何影响 意义 为供体的胚胎移入受体提供了相同的 为胚胎的收集提供了可能 为胚胎在受体内的存活提供了可能 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 4.胚胎移植的基本程序和方法 (1)程序：供、受体的选择和 ―→配种或人工授精―→胚胎的 、检查、培养或保存―→胚胎 及检查。
(2)胚胎移植的方法有：手术法和 。 二、胚胎分割
1.方法：采用 切割早期胚胎。 2．应用：通过此技术可提高 利用率。 3．主要仪器设备：实体显微镜和 。
4．选用的胚胎：应选择发育良好、形态正常的 或 。 5．分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，需要将 均等分割。 三、胚胎干细胞
1.来源：哺乳动物的胚胎干细胞(embryonic stemcell)简称ES或EK细胞，是由 或 中分离出来的一类细胞。
2．特点
(1)在形态上表现为： 、 、核仁明显。 (2)在功能上：具有发育的 。
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(3)在体外培养条件下，可以增殖，而不 ，因此，可以对它进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
3．主要用途
(1)可以用于治疗 。 (2)可以培育出 。
(3)可以揭示 和细胞凋亡的机理。
(4)可以用于哺乳动物的个体发生和 的研究。 思考交流
1．在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？
2．现代畜牧业中可以通过胚胎工程人工创造双胞胎或多胞胎，它们的运用有何意义？
正误判断
1．胚胎移植可以使用发育到任何时期的胚胎。( ) 2．受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。( ) 3．胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。( )
4．胚胎分割时最好选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。( ) 5．胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。( )
6．胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。( ) 【合作探究】
1. 胚胎移植时对供体和受体分别有哪些要求？胚胎移植的实质是什么？何谓同期发情？
例1 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，说明移植成功 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．哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的 【答案】 D
2.胚胎分割的理论基础和物质基础分别是什么？
例2 现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大。下图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到______________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_______________
________________________________________________________________________。
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(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于______________，该生殖方式属于____________。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑椹胚或囊胚 胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育 (2)相同 (3)供核的亲本 无性繁殖 3.干细胞主要有哪些类型？各有什么特点？
例3 下列有关干细胞的叙述，错误的是( ) A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 B．胚胎干细胞在体外培养能增值但不能被诱导分化
C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程 D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治白血病 【答案】 B 【达标检测】 课堂达标
1．胚胎移植主要包括以下步骤，正确的顺序是( ) ①配种或进行人工授精 ②检查 ③对胚胎进行移植
④移植后的检查 ⑤对供、受体的选择和处理 ⑥对胚胎的收集 ⑦培养或保存 A．⑤①⑥②⑦③④ B．①⑤⑥②⑦③④ C．⑤①⑥⑦②③④ D．①⑤⑥⑦②③④ 2．下列为胚胎在受体内的存活提供了可能的是( )
A．同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化在排卵后是相同的 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上的联系 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．下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( ) 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
4．胚胎移植过程中，对选择的供、受体母牛用激素进行同期发情处理的原因是( ) 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．有效地避免受体母畜对外来胚胎的免疫排斥反应 D．提高卵子和精子受精能力
5．下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，正确的一项是( )
A．人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团 B．人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团
C．人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞 D．人类胚胎干细胞体积较小、细胞核小、核仁明显 6．牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答问题。
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(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是__________、__________和__________。 (2)过程①②③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②常用________和________方法进行。 课外强化
1．华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植 A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤ 2．下列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
3．利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，能实现此过程的最重要的原因是( ) A．细胞分裂 B．细胞特化 C．细胞分化 D．细胞增殖
4．胚胎移植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。下图为牛胚胎移植示意图，据图分析下列叙述正确的是 ( )
A．同期发情处理与过程a使用的是同一种激素 B．过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同 C．过程c有手术法和非手术法两种方法
D．供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀 5．表现型不同的母牛生出基因型相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是 ( ) A．试管动物培养 B．胚胎移植 C．胚胎分割移植 D．受精卵移植 6．通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( ) A．对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B．受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D．胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低
7．下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体，
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植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：
(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是从________________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的________细胞就是ES细胞。
(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的____________________________。
(3)图中反转录病毒的作用是_____________________，过程③利用了反转录病毒的________特性。
(4)“万能细胞”经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是 _________________________________________。
(5)请说出一种胚胎干细胞的应用： ______________________________________________。
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