高中生物 專題3 胚胎工程 第3節(jié) 胚胎工程的應用及前景課件 新人教版選修3

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1、成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,胚胎工程,專題三,第三節(jié)胚胎工程的應用及前景,專題三,1掌握胚胎移植的生理學基礎(chǔ)、基本程序和應用。(重、難點) 2了解胚胎分割的應用意義。 3掌握胚胎干細胞的概念和分離途徑。(難點),一、胚胎移植 1胚胎移植的概念 (1)對象：雌性動物的________或通過________及其他方式得到的胚胎。 (2)受體：________、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)。 (3)地位：是胚胎工程其他技術(shù)的________一道工序。,早期胚胎,體外受精,同種的,最后,2胚胎移植的優(yōu)勢 (1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的________。 (2)大大

2、縮短了供體本身的________，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量，從而推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。 3胚胎移植的生理學基礎(chǔ) (1)同種動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，生殖器官的________是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的________。 (2)哺乳動物的早期胚胎形成后處于________狀態(tài)，為胚胎收集提供了可能。,繁殖潛力,繁殖周期,生理變化,生理環(huán)境,游離,(3)不發(fā)生________________，是胚胎存活的條件。 (4)供體胚胎與受體子宮建立正常的________和________聯(lián)系，但________不受影響。 4胚胎移植的基本程序 供受體的選擇和_____

3、___________或人工授精對胚胎的________、檢查、________或保存胚胎________及移植后的檢查。,免疫排斥反應,生理,組織,遺傳特性,處理,配種,收集,培養(yǎng),移植,優(yōu)良性狀的生殖細胞,妊娠,轉(zhuǎn)基因,核移植,體外受精,機械方法,移植,無性繁殖,克隆,實體顯微鏡,顯微操作儀,桑椹胚,囊胚,內(nèi)細胞團,胚胎,ES,EK,早期胚胎,原始性腺,體積小、細胞核大、核仁明顯,全能性,增殖,分化,冷凍保存,遺傳改造,人類的某些頑癥,供體器官不足,免疫排斥,細胞分化,個體發(fā)生,發(fā)育規(guī)律,思維激活 1胚胎移植的繁殖方式一定是有性繁殖嗎？為什么？ 2胚胎移植時為什么兩次使用激素？ 答案 1不

4、一定。胚胎移植的繁殖方式取決于胚胎是由受精卵形成的，還是由核移植技術(shù)形成重組細胞發(fā)育而成的。若由受精卵形成的，則為有性繁殖，否則為無性繁殖。 2第一次用激素對供、受體進行同期發(fā)情處理，第二次用激素用于供體的超數(shù)排卵。,一、胚胎移植 1對于胚胎移植的概念，可從以下幾個方面掌握： (1)胚胎的來源： 雌性動物體內(nèi)的早期胚胎。 通過體外受精和早期胚胎培養(yǎng)得到。 其他方式，如通過哺乳動物體細胞核移植及培養(yǎng)而得到。,(2)對受體的要求： 同一物種。 與供體處于相同的生理狀態(tài)。 雌性動物。 (3)胚胎的移植方法： 手術(shù)法和非手術(shù)法兩種。 (4)在胚胎工程中所處的位置：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。

5、 (5)實質(zhì)： 胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。,2胚胎移植的意義 總的來講，胚胎移植有以下幾方面的意義： (1)加速育種工作和品種改良。 (2)大量節(jié)省購買種畜的費用。 (3)一胎多產(chǎn)。 (4)保存品種資源和瀕危物種。 (5)胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。 大大縮短了供體本身的繁殖周期； 增加供體一生繁殖的后代數(shù)量。,3胚胎移植的生理學基礎(chǔ) (1)供體與受體相同的生理環(huán)境 (2)早期胚胎處于游離狀態(tài) (3)受體對外來胚胎的認可 (4)供體胚胎與受體正常聯(lián)系的建立 4胚胎移植的基本程序(以家畜的胚胎移植為例),知識貼士：供體牛的選擇：選擇遺傳性能和

6、生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體。 受體牛的選擇：選擇有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的個體。 沖卵：配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。,解析A錯誤，對供體和受體母牛要進行同期發(fā)情處理，但不一定是相同激素處理。B錯誤，受精和胚胎的早期培養(yǎng)可以在體內(nèi)進行。C錯誤，對沖卵獲得的早期胚胎檢查合格后方可移植。D正確，早期胚胎需移植到與供體生理狀態(tài)相同的代孕母牛體內(nèi)。 答案D,答案D 解析雌性哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物生殖器官的生理變化是一樣的。,二、胚胎分割 1概念 是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或

7、多胎的技術(shù)。 2胚胎分割可以看做是動物的無性繁殖或克隆 生物的無性繁殖方式統(tǒng)稱為克隆。就胚胎分割技術(shù)本身而言，是將同一胚胎分割成幾部分，借助胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生遺傳物質(zhì)完全相同的后代，是一種無性繁殖的方式，因此，也屬于動物克隆的一種方法。,3使用的主要儀器設(shè)備 實體顯微鏡和顯微操作儀。 4選用胚胎 應選擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 5具體操作以二分胚胎的分割和移植為主 用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，或直接將裸半胚胎移植給受體。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,解析一般到囊胚階段出

8、現(xiàn)內(nèi)細胞團，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)層細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題，所以這一階段不能隨機分割。 答案C,A胚胎分割可以將早期胚胎任意分割成多份 B胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎 C胚胎分割技術(shù)屬于有性生殖方式，因此不屬于克隆 D胚胎分割技術(shù)可以分割任意時期胚胎 答案B 解析胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時期的胚胎，一般分割成同卵雙胎，并不能任意分割成多份。胚胎分割可以看作是動物無性繁殖或克隆的方法之一。,三、胚胎干細胞 1來源 哺乳動物的胚胎干細胞(embry

9、onicstemcell)簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。 2ES細胞特點 (1)形態(tài)大?。篍S細胞具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小、細胞核大、核仁明顯。 (2)功能：具有發(fā)育的全能性；即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。 (3)在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。,3ES細胞的主要用途 (1)ES細胞可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育的規(guī)律，也是在體外條件下研究細胞分化的理想材料。 (2)ES細胞通過誘導分化可產(chǎn)生新的組織細胞，用于治療人類的組織損傷和某些頑癥。 (3)還可通過ES細胞的體外誘

10、導分化，定向培育人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和移植后免疫排斥的問題。,解析人類胚胎干細胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚中未分化的細胞。囊胚外表是一層扁平細胞，可發(fā)育成胚胎的支持組織如胎盤等；中心的腔稱為囊胚腔，腔內(nèi)側(cè)有內(nèi)細胞團。內(nèi)細胞團在形成內(nèi)、中、外三個胚層時開始分化，內(nèi)胚層分化形成肝、肺和腸等，中胚層分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚層分化形成皮膚、眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)等。由于內(nèi)細胞團能發(fā)育成完整的個體，因而這些細胞被認為具有全能性。 答案B,答案B 解析胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等特點，并且具有發(fā)育的全能性，可分化成機體的各種組織和器官。,1胚胎移植中供體公、母牛和受體母牛

11、的選擇依據(jù)及對供體和受體母牛進行同期發(fā)情處理的原因 供體公、母牛應該是具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個體，而受體母牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力；用促性腺激素處理供體母牛是為了引起超數(shù)排卵，這樣就可以獲得較多的胚胎；在用促性腺激素處理供體母牛前，對供體和受體母牛進行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理條件達到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。,2用胚胎移植繁育良種種畜的實用意義 胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代?？稍诙唐诖蠓仍黾觾?yōu)良個體母畜和公畜的后代數(shù)

12、量，迅速擴大良種畜群，加速育種和品種改良工作。經(jīng)冷凍保存的胚胎可進行國內(nèi)和國際交換，代替活畜的引種或進出口。通過胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎?？梢酝ㄟ^保存胚胎來保存品種資源和瀕危動物。,規(guī)律總結(jié)：胚胎移植的實質(zhì)： 胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關(guān)。只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植的實質(zhì)概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。,3克隆(核移植)、胚胎移植和試管嬰兒的區(qū)別 (1)克隆：指無性繁殖，具體是指從一個共同的祖先通過無性繁殖的方法增生而來的一群遺傳特性相同的細胞或者個體，即由一個細胞產(chǎn)生一個細胞

13、群，由一個個體產(chǎn)生另一個個體或者許多個體，如植物的組織培養(yǎng)。動物的克隆就是指細胞核移植，通過離體培養(yǎng)使細胞重新表達細胞的全能性。 (2)試管嬰兒：是體外受精和胚胎移植過程，屬于有性生殖。,(3)胚胎移植：哺乳動物的胚胎移植以良種牛的繁殖為例。用激素刺激母牛多排卵，體外受精，發(fā)育成早期胚胎，然后將胚胎移入經(jīng)過激素處理可以接受胚胎植入的母牛體內(nèi)使其孕育成小牛。,4胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度越大，移植的成功率越低的原因 早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細胞數(shù)會越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團細胞所受的影響會更大。

14、因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會越大，移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。,,(1)胚胎干細胞又稱ES細胞，是從____________中分離出來的一類細胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時的______________細胞就是ES細胞。 (2)胚胎干細胞在功能上具有發(fā)育的__________。 (3)圖中反轉(zhuǎn)錄病毒的作用是______________，過程利用了反轉(zhuǎn)錄病毒的__________特性。 (4)“萬能細胞”經(jīng)體外誘導分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點是______________________。 (5

15、)請說出一種胚胎干細胞的應用：_______________________________________。,解析(1)胚胎干細胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，囊胚中內(nèi)細胞團的細胞是胚胎干細胞。 (2)胚胎干細胞在功能上具有發(fā)育的全能性，可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。 (3)反轉(zhuǎn)錄病毒的作用是作為基因工程的載體，利用了病毒的感染性。 (4)干細胞培育出的組織器官，可以避免產(chǎn)生免疫排斥反應。,答案(1)早期胚胎或原始性腺內(nèi)細胞團(2)全能性 (3)作為基因工程的載體感染(宿主細胞) (4)不會產(chǎn)生免疫排斥反應 (5)用于研究細胞分化和細胞凋亡的機理；用于器官移植等(答出一種即可),