高中生物 專題3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景課件 新人教版選修3.ppt

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3．3 胚胎工程的應(yīng)用及前景,,專題3 胚胎工程,學(xué)習(xí)導(dǎo)航,,專題3 胚胎工程,一、胚胎移植 1．概念 (1)移植對象：雌性動物體內(nèi)的____________，或者通過____________及其他方式得到的胚胎。 (2)移植受體：移植到________________________的其他雌性動物的體內(nèi)。 (3)移植結(jié)果：發(fā)育為新個體。,早期胚胎,體外受精,同種的、生理狀態(tài)相同,2．生理學(xué)基礎(chǔ) (1)同種動物的供、受體排卵后，生殖器官的____________是相同的。 (2)早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而處于____________狀態(tài)。 (3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生_______________。 (4)供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其____________不受影響。,生理變化,游離,免疫排斥反應(yīng),遺傳特性,3．基本程序,同期發(fā)情,超數(shù)排卵,人工受精,桑椹胚,－196 ℃的液氮,手術(shù),二、胚胎分割 1．概念：是指采用機(jī)械方法將____________分割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，所得后代遺傳物質(zhì)完全相同。 2．原理：細(xì)胞的____________。 3．繁殖方式：____________生殖或____________。,早期胚胎,全能性,無性,克隆,桑椹胚,囊胚,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),三、胚胎干細(xì)胞 1．概念：由____________或____________中分離出來的一類細(xì)胞，簡稱ES或EK細(xì)胞。 2.,早期胚胎,原始性腺,3．應(yīng)用 (1)可以用于治療人類的某些____________。 (2)可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后____________的問題。 (3)是研究體外____________的理想材料。 (4)可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。,頑癥,免疫排斥,細(xì)胞分化,1．判一判 (1)胚胎移植時，可以將早期胚胎移植到不同種的雌性動物的子宮內(nèi)。( ) (2)胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。( ) (3)對于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的具體操作完全相同。 ( ),√,×,×,2．填一填 胚胎移植的基本程序 寫出圖中字母代表的過程： a．____________；b.____________；c.____________。,同期發(fā)情,超數(shù)排卵,移植胚胎,胚胎移植,1．獲取胚胎供體的方法 (1)雌性動物體內(nèi)早期胚胎。 (2)通過體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到。 (3)通過哺乳動物體細(xì)胞核移植及培養(yǎng)而得到。,2．胚胎移植成功與否的兩個重要條件 (1)胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。這里的“同種”是指“同物種”。 (2)進(jìn)行胚胎移植的供、受體生理狀態(tài)要相同： ①供、受體雌性動物的發(fā)情時間一致； ②移入受體子宮內(nèi)胚胎的位置應(yīng)與其在供體子宮內(nèi)的位置相同或相似。,,4．胚胎移植的意義 (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)保存優(yōu)良品種資源和瀕危物種。 (5)可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力： ①大大縮短了供體本身的繁殖周期。 ②增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。,5．地位：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。 特別提醒 (1)同期發(fā)情處理的目的：在胚胎移植操作中應(yīng)對供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理狀態(tài)達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功的關(guān)鍵。 (2)胚胎移植操作的對象是早期胚胎而不是受精卵。,(2012·高考江蘇卷改編)通過胚胎移植技術(shù)，可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A．對供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理 B．受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進(jìn)行 C．對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植 D．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) [解析] A錯誤，對供體和受體母牛要進(jìn)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(jìn)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)。,D,(1)C項中沖卵是指從子宮中沖出的卵子嗎？ (2)D項中胚胎能在相同代孕母牛體內(nèi)存活的基礎(chǔ)是什么？ 提示：(1)不是，沖出的是早期胚胎。 (2)存活基礎(chǔ)是受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。,(2014·山東濟(jì)寧高二檢測)如圖為牛胚胎移植示意圖，據(jù)圖分析下列敘述正確的是( ) A．同期發(fā)情處理與過程a使用的是同一種激素 B．過程b的生理基礎(chǔ)是供體與受體生理環(huán)境相同 C．過程c有手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法 D．圖中供體母牛、供體公牛和受體母牛均要求遺傳性能優(yōu)秀,C,解析：據(jù)圖可知，過程a、b、c依次是超數(shù)排卵、沖卵、胚胎移植。過程b是從供體母牛子宮內(nèi)沖洗出胚胎，其生理基礎(chǔ)是早期胚胎處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，與受體無關(guān)；對供體母牛和供體公牛要求選擇遺傳性能優(yōu)秀的個體。,胚胎分割,1．胚胎分割的基礎(chǔ)和特點 (1)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。 (2)物質(zhì)基礎(chǔ)：每個細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)。 (3)特點：每個后代具有相同的遺傳特性。 2．胚胎的選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。,4．意義：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。,5．注意事項 (1)對囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時一定要均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，若分割不均，會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，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。 (2)分割的份數(shù)越多，每一份的細(xì)胞數(shù)會越少，不但難以做到均等分割，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞所受的影響會越大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。,特別提醒 胚胎分割動物和體細(xì)胞克隆動物比較 (1)相同點：都屬于無性生殖或克隆，最終技術(shù)是胚胎移植。 (2)不同點： ①胚胎的來源可能不同。胚胎分割動物可能是雌性動物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎。體細(xì)胞核克隆動物是核移植技術(shù)獲得的重組胚胎。 ②胚胎分割動物具有相同的遺傳物質(zhì)，兩個親本提供的核遺傳物質(zhì)一樣多；而克隆動物的核遺傳物質(zhì)主要由供體細(xì)胞核提供。 ③克隆動物的起點是經(jīng)過核移植形成的一個細(xì)胞，胚胎分割動物的起點是經(jīng)過受精作用形成的一個細(xì)胞。,如圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請據(jù)圖完成下列問題：,(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱：A.____________；B.____________；C.____________；D.____________。 (2)寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱：甲________________；乙____________________；丙______________。進(jìn)行乙過程時，所取的樣本是____________。 (3)進(jìn)行甲過程時，所使用的基本儀器是________________________，本過程的技術(shù)關(guān)鍵是______________________。,囊胚腔,透明帶,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),胚胎分割,做DNA分析性別鑒定,胚胎移植,滋養(yǎng)層,實體顯微鏡和顯微操作儀,將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中取得成功，但仍然存在一些問題，如剛出生的動物____________，_____________上還存在著差異等;目前，成功率較高的是____________，____________成功的比例很小。,體重偏輕,毛色和斑紋,同卵雙胎,同卵多胎,[解析] (1)本題表示牛的囊胚分割示意圖，囊胚內(nèi)有一個大的空腔——囊胚腔(A)，囊胚外面包著透明帶(B)，透明帶里面是囊胚的滋養(yǎng)層(C)和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(D)。 (2)(3)胚胎分割所用的主要儀器是實體顯微鏡和顯微操作儀。進(jìn)行胚胎分割時，要用分割針或分割刀片將胚胎切開，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以便于分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育；另一方面，根據(jù)需要，可以用分割針切去一小部分囊胚(不含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)),取其滋養(yǎng)層細(xì)胞，做DNA分析性別鑒定，以便于獲得健康的個體或已知性別的個體(如圖中乙)。,(4)胚胎分割技術(shù)雖然在多種動物中取得成功，但仍然存在一些問題，如剛出生的動物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在著差異等。實踐證明采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，目前最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，同卵多胎的成功比例較小。,胚胎分割提高成活率的方法 胚胎分割，要借助實體顯微鏡和顯微操作儀，用分割針或分割刀將胚胎切開，并將分開的胚胎吸出，而不能用鑷子取出且分割時要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，保證分割移植后的每一份胚胎正常發(fā)育。,胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，關(guān)于這一技術(shù)的敘述正確的是( ) 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 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。,B,1．干細(xì)胞種類,胚胎干細(xì)胞,具有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個體的潛能,桑椹胚細(xì)胞或囊胚細(xì)胞及早期胚胎細(xì)胞,受精卵,胚胎干細(xì)胞,用于病人的器官移植等,具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞、原始性腺細(xì)胞、造血干細(xì)胞,造血干細(xì)胞移植是治療血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病等的有效手段,只能分化成某一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞,骨髓干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞,神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥,2.胚胎發(fā)育過程中不同干細(xì)胞發(fā)育分化過程：受精卵→全能干細(xì)胞→多能干細(xì)胞→專能干細(xì)胞。 3．干細(xì)胞的獲得途徑 (1)從體外培養(yǎng)的早期胚胎獲得。 (2)從早期流產(chǎn)的胎兒獲得。 (3)從克隆的胚胎獲得。 (4)從成體獲得。,特別提醒 正確理解干細(xì)胞的功能 (1)各類功能干細(xì)胞都可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。 (2)各類干細(xì)胞在體外條件下培養(yǎng)，可以只增殖而不分化。 (3)理論上講，ES細(xì)胞可以分化成各種組織細(xì)胞，可形成各種器官。但是，目前從ES細(xì)胞向不同組織“細(xì)胞定向”的特定條件還不是十分清楚，這限制了當(dāng)前ES細(xì)胞的臨床應(yīng)用。,(2012·高考天津卷)下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯誤的是 ( ) A．自體干細(xì)胞移植通常不會引起免疫排斥反應(yīng) B．胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導(dǎo)分化 C．組織的細(xì)胞更新包括細(xì)胞凋亡和干細(xì)胞增殖分化等過程 D．造血干細(xì)胞具有分化出多種血細(xì)胞的能力，可用于治療白血病,B,[解析] 自體干細(xì)胞不屬于異物，不會引起自身的免疫排斥反應(yīng)，故A選項正確；胚胎干細(xì)胞具有全能性，在體外培養(yǎng)可以增殖分化，故B選項錯誤；組織的細(xì)胞更新包括增殖、分化和凋亡過程，故C選項正確；造血干細(xì)胞具有分化出多種血細(xì)胞的能力，可以治療白血病，故D選項正確。,胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，即具有形成機(jī)體的任何組織或器官，甚至完整個體的潛能，在體外培養(yǎng)既可增殖，也可分化，而造血干細(xì)胞為多能干細(xì)胞可分化為多種血細(xì)胞。,(2014·廣東省實驗中學(xué)高二質(zhì)檢)胚胎干細(xì)胞是人胚胎發(fā)育早期囊胚中未分化的細(xì)胞，下列敘述錯誤的是( ) A．胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性 B．胚胎干細(xì)胞有很強(qiáng)的增殖能力 C．胚胎干細(xì)胞能分化成造血干細(xì)胞 D．胚胎干細(xì)胞體積比受精卵大 解析：胚胎發(fā)育早期，隨細(xì)胞分裂的進(jìn)行，細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加或略有縮小，每個細(xì)胞的體積不斷減小，所以，胚胎干細(xì)胞的體積要比受精卵的體積小得多。,D,