3.4对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体-教学设计

教学设计
课程基本信息
学科 高中生物学 年级 高二 学期 秋季
课题 胚胎分割与胚胎移植
教学目标
1. 概述胚胎移植的过程； 2. 阐明胚胎移植和胚胎分割技术的联系。
教学内容
教学重点： 1. 以哺乳动物的胚胎移植为情境，概述胚胎移植的过程。
教学难点： 1. 阐明胚胎移植和胚胎分割技术的联系。
教学过程
以哺乳动物的胚胎移植为情境，通过视频进行直观化教学，并辅以探究性问题及自主学习等方法，概述胚胎移植的过程；阐明胚胎工程各种技术的联系。 教学流程教学具体实施过程设计意图一、教学实施背景情境：娟珊牛的培育。 1.胚胎移植是目前国际上公认的最有效的生物净化方法之一。它是一项非常必要的关键技术，转基因、核移植，或体外受精等任何一项操作所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代。 2.胚胎分割是继胚胎移植后迅速发展起来的一项胚胎工程新技术，它是指采用机械方法，用特制的显微刀或微针将早期胚胎2等分、4等分或8等分，从而获得同卵双生、四生或八生的一项生物技术。胚胎分割可成倍地增加优良供体动物可移植胚胎的数量和个体数量。 介绍胚胎移植和胚胎分割的实验背景。使学生了解胚胎工程技术在育种中的意义。二、教学具体流程先将本节知识点涉及的教学难点——实验部分，进行视频同步讲解，结合视频突破教学难点，具体内容如下： 一、胚胎移植 1.供体、受体母牛的选择 提供胚胎的个体称为供体，而接受胚胎的个体称为受体。学生讨论供体与受体的要求。 (1)供体母牛的选择：健康无疾病、具有较高的育种价值和生殖机能处于较高的水平。 (2)受体母牛的选择：受体牛仅作为借腹怀胎，不要求遗传性状，但发情周期必须正常，生殖器官无疾病，体形大且健康，可用廉价低产的青年奶牛或黄牛作受体。 2.供体、受体母牛的发情同期化处理 由于在发情周期内，母牛的生理变化很大，供体和受体的生理状况要趋于一致，否则移植后的胚胎不能存活。因此，要求供体、受体母牛在发情时间上要相同或相近，前后不宜超过1天。所以要对供体和受体进行同期发情处理。常用促性腺激素处理。 3.体外受精胚胎生产 在胚胎移植中，通常采用超数排卵法（常用促性腺激素）获得优良胚胎，但是该方法效率低下，成本较高。 目前，牛胚胎的实验室生产技术在许多发达国家已成为常规技术。实验室胚胎生产技术的完善不仅在实际生产中具有重大经济意义，可以生产大量廉价胚胎，而且成为理论研究的重要技术手段。一些高新技术，如克隆动物的生产、转基因动物的生产等等都必须以实验室胚胎培养技术为基础。 4.胚胎的收集 胚胎收集指的是利用冲卵液将早期胚胎从供体母牛的子宫角内冲出来，并收集于一定的器皿中。胚胎收集方法有手术法和非手术法两种，现普遍采用非手术法。一般在供体母牛发情配种后6～7天内收集胚胎，胚胎处于致密桑椹期和囊胚期。 学生讨论两种方法的特点。 5.胚胎的检查和级别划分 将收集到的冲卵液静止10～30分钟，待胚胎下沉后，将上层液吸出，剩余的沉淀液体(约50毫升)分别倒入几个检卵杯中，置于体视显微镜下将胚胎检出。检查时要求仔细快捷，不要丢失胚胎，在30分钟以内检查完毕，以防显微镜光源温度高，而使载物台温度上升，从而影响了胚胎质量。 将收集到的胚胎，置于高倍镜下观察其形态和发育时期。正常发育的胚胎，卵裂球整齐清晰，大小较一致，分布均匀而紧密，透明带完整，发育速度与胚胎日龄相一致。而没有受精、透明带内卵裂球异常、透明带破损等为不可用胚胎。　
6.胚胎的移植 牛的胚胎移植方法有手术和非手术移植两种，目前多采用非手术移植法。使用特制的胚胎移植器，通过阴道和子宫颈，将胚胎注入到子宫角的一定部位。 7.供体和受体的术后观察 胚胎移植后要注意观察供体和受体的健康状况和在预定的时间内是否发情。对于供体牛，在下一次发情即可配种，如仍要做供体则一般要经过2-3个月才可超排卵。对于受体牛，如移植后发情，则表明移植失败，可能胚胎丢失、死亡、吸收或有缺陷，也可能是受体牛的子宫环境不相适宜；如未发情，也要继续观察3～5个情期，并在适宜时期进行妊娠诊断。 二、胚胎分割 1.Williams分割法 Williams将非手术冲取的胚胎用显微细管固定，用显微外科刀从固着点的对面切割，将胚胎一分为二，其中一枚半胚用真空吸管移入备用的透明带内，另一半胚保留在原透明带内，随后将分割胚胎移植给受体家畜。该方法获得的分割胚移植妊娠率高，但操作比较繁琐，因此用于生产还有一定难度。 2.Willadsen分割法 将早期胚胎(2～16细胞)手术法取出后，用显微吸管靠负压吸住，用显微针割开透明带，分离胚胎细胞，并分别移入备好的透明带内。此方法对胚胎损伤不大，可达到同卵多胎的目的，但技术要求更严格。 3.徒手切割法 在90mm×45mm塑料培养皿内，做数个约100ML的液滴，置于实体显微镜载物台上，移一枚胚胎入液滴，用右手拇指和食指捏好刀片，角度以指肚能接触皿底为宜，先将切割刀片尖部在无胚胎液滴中浸涮，然后用刀片在含有胚胎的液滴旁的平皿底部轻轻划一痕，把胚胎拨移至痕迹线上，刀刃在胚胎中部由上至下将胚胎一分为二，再用吸管将2枚半胚移入净液滴洗净，装管移植。这种分割方法简便易行，无需使用专门复杂的仪器，成功率也较高，现场生产条件下即可进行，但需防止胚胎污染。 4.酶消化透明带显微玻璃针分割法 在25～27℃温度下，将卵子移人0．2％～0．5％链霉蛋白酶液，经3min以后，在体视镜下观察卵子。将透明带已脱落的卵子移至添加牛血清白蛋白(BSA)的培养液中。用链霉蛋白酶液处理时，卵裂球容易散落，所以要特别注意将该过程控制在5～8min以内，洗涤除去透明带的胚胎，再放人无Ca2+、M2+的PBS，使卵裂球之间结合松解后再用玻璃针直接分割。 通过视频及讲解，感知胚胎移植和胚胎分割的原理、过程和方法。 通过讨论了解供体与受体是如何选择。 明确发情同期化处理的原因及方法。 明确超数排卵的原因及方法。了解胚胎实验生产技术的发展。 通过讨论了解冲卵的常用方法。 通过视频了解胚胎移植的常用方法，及注意事项。感受科学实验的严谨性。 通过视频了解胚胎分割的常用方法。思考不同方法的共同点。 三、疑难问题解析1.胚胎移植过程中同期发情、超数排卵的目的及方法区别。 同期发情目的是为了供体和受体的生理状况要趋于一致，否则移植后的胚胎不能存活。常用孕激素处理。超数排卵的目的是为了足够数量的胚胎。常用促性腺激素处理。 2.不同方法的胚胎分割共同点是什么？ 不同方法的胚胎分割共同点是要均等分割。 3.胚胎分割的原理及后代的特点？ 胚胎分割的原理为无性繁殖。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。