高中生物 精講優(yōu)練課型 專題3 胚胎工程 3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景同課異構(gòu)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,一、胚胎移植 1.概念： (1)對(duì)象：雌性動(dòng)物體內(nèi)的_________，或者通過體外受精及 其他方式得到的胚胎。 (2)條件：同種的、_____________的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。 (3)供體：_________的個(gè)體。 (4)受體：_________的個(gè)體。 2.地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。,早期胚胎,生理狀態(tài)相同,提供胚胎,接受胚胎,3.生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)的意義：,生理變化,生理環(huán)境,母體子宮,游離,收集,免疫排斥,生理和組織,遺傳特性,4.程序和方法： (1)程序： (2)方法：_______和非手術(shù)法。,超數(shù)排卵,沖卵,胚胎移植,手術(shù)法,二、胚胎分割 1.概念：,同卵雙胎,相同的遺傳物質(zhì),2.操作程序： (1)選擇胚胎：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_______或_____， 將其移入盛有_______的培養(yǎng)皿中。 (2)分割胚胎：用_______或_________將胚胎切開，吸出其中 的_________，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的_________中，或直接將 _______移植入受體。 3.囊胚分割要求：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)_________，否則會(huì)影響分割后胚 胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,桑椹胚,囊胚,操作液,分割針,分割刀片,半個(gè)胚胎,空透明帶,裸半胚,均等分割,三、胚胎干細(xì)胞 1.來源：由_________或_________中分離出來的一類細(xì)胞。 2.特點(diǎn)： (1)形態(tài)：體積小、細(xì)胞核大、_____明顯。 (2)功能：具有發(fā)育的_______。 (3)體外培養(yǎng)條件下，可以增殖而不發(fā)生分化。,早期胚胎,原始性腺,核仁,全能性,3.主要用途： (1)治療人類的_________。 (2)培育出人造組織器官，用于_________。 (3)揭示_________和細(xì)胞凋亡的機(jī)理。 (4)哺乳動(dòng)物的_________和發(fā)育規(guī)律的研究。,某些頑癥,器官移植,細(xì)胞分化,個(gè)體發(fā)生,【微點(diǎn)撥】 1.胚胎移植的實(shí)質(zhì)是什么？ 提示：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，能保持原來的優(yōu)良性狀。 2.胚胎移植時(shí)，可以將早期胚胎移植到不同種的雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)嗎？ 提示：不可以。胚胎移植時(shí)只能移植到同種雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)。,3.在進(jìn)行胚胎分割時(shí)，是否份數(shù)越多得到的后代就越多？說明原因。 提示：不是。如果分割份數(shù)過多，就難以做到均等分割，且每一份的細(xì)胞數(shù)目越少，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率會(huì)降低，得到的后代就越少。 4.在胚胎分割時(shí)，為什么將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？ 提示：對(duì)囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí)一定要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，若分割不均，會(huì)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。,5.胚胎干細(xì)胞可以進(jìn)行分化嗎？ 提示：可以。胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞，可以定向誘導(dǎo)分化為各種細(xì)胞、組織、器官甚至個(gè)體。,1.下列對(duì)于優(yōu)良種畜胚胎移植的說法，不正確的是( ) A.供體母牛必須是同一物種的良種 B.受體母牛必須是同一物種的良種 C.供體公牛必須是同一物種的良種 D.受體母?？梢允峭锓N的具有生殖能力的普通健康牛 【解析】選B。胚胎移植是繁育優(yōu)良種畜的最后一道工序，所提供精子和卵子的供體必須是同種的良種，而受體母?？梢允峭锓N的、具有生殖能力的普通健康牛。,2.胚胎移植主要包括以下步驟，正確的操作程序是( ) ①配種或進(jìn)行人工授精 ②檢查 ③對(duì)胚胎進(jìn)行移植 ④移植后的檢查 ⑤對(duì)供、受體的選擇和處理 ⑥對(duì)胚胎的收集 ⑦培養(yǎng)或保存 A.⑤①⑥②⑦③④ B.①⑤⑥②⑦③④ C.⑤①⑥⑦②③④ D.①⑤⑥⑦②③④ 【解析】選A。胚胎移植的基本操作程序是：選擇性狀優(yōu)良的供體和受體，進(jìn)行同期發(fā)情處理；配種或進(jìn)行人工授精；對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存；對(duì)胚胎進(jìn)行移植(手術(shù)法和非手術(shù)法)；移植后，對(duì)母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。,3.胚胎分割技術(shù)研究的理論根據(jù)是( ) A.細(xì)胞分化 B.細(xì)胞全能性 C.細(xì)胞增殖 D.細(xì)胞再生 【解析】選B。早期胚胎具有很高的全能性，可以發(fā)育為一個(gè)完整的個(gè)體。,4.表現(xiàn)型不同的母牛生出基因型相同的小牛，產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是( ) A.試管動(dòng)物培養(yǎng) B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植 【解析】選C。胚胎分割可以看做動(dòng)物的無性繁殖或克隆的方法之一，供移植的胚胎來自同一個(gè)受精卵，這樣表現(xiàn)型不同的母牛最可能生出基因型相同的小牛。,5.(2014臺(tái)州模擬)下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A.干細(xì)胞可以用來徹底治療21三體綜合征 B.干細(xì)胞可以分化成多種細(xì)胞 C.胚胎和成體中都有干細(xì)胞的存在 D.干細(xì)胞可以增生更多干細(xì)胞 【解析】選A。人體發(fā)育過程中存在多種干細(xì)胞，如骨髓造血干細(xì)胞；干細(xì)胞可以進(jìn)行增殖分化，但是不能治療21三體綜合征，這是由于該病患者體細(xì)胞多了一條21號(hào)染色體。,6.下列有關(guān)胚胎干細(xì)胞的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯 B.功能上具有發(fā)育的全能性，可誘導(dǎo)形成各種組織細(xì)胞 C.是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞 D.可用于治療各種疾病，如帕金森綜合征、癌癥、艾滋病等 【解析】選D。哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的，體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯，具有胚胎細(xì)胞的特性，可以治療人類的某些疾病，如帕金森綜合征等，但不能治療艾滋病。,一、胚胎移植 1.獲取胚胎供體的方法： (1)雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎。 (2)通過體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到。 (3)通過哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植及培養(yǎng)得到。,2.胚胎移植的基本程序(以牛胚胎移植為例)：,3.胚胎移植的意義： (1)加速育種工作和品種改良。 (2)節(jié)省大量購買種畜的費(fèi)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(gè)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。,【易錯(cuò)提醒】 (1)供體公、母畜和受體母畜的選擇要求不同：供體公、母畜應(yīng)該是具有人類所需優(yōu)良遺傳性狀的個(gè)體，而受體母畜必須具有正常的孕育、生殖后代的能力。 (2)沖卵是指將早期胚胎從良種母牛子宮內(nèi)沖洗出來，而不是沖出卵子。 (3)胚胎移植的對(duì)象是早期胚胎，而不是受精卵。,1.(2014臺(tái)州高三模擬)下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是( ) A.受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植 B.受體母畜必須與供體母畜處于同期發(fā)情的狀態(tài) C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素 D.試管嬰兒的受精及胚胎發(fā)育過程都在試管內(nèi)完成,【解題關(guān)鍵】解答本題需要注意兩點(diǎn)： (1)超數(shù)排卵與同期發(fā)情的處理目的不同。 (2)理解試管嬰兒的培育原理。 【解析】選D。胚胎移植操作對(duì)象是早期胚胎，即桑椹胚或囊胚。供、受體排卵后產(chǎn)生相同的生理變化，為胚胎移植提供相同的生理環(huán)境。超數(shù)排卵是對(duì)供體用促性腺激素處理，以獲得較多的卵子。試管嬰兒是用人工方法讓卵子和精子在體外受精，并進(jìn)行早期胚胎發(fā)育，然后移植到母體子宮內(nèi)發(fā)育而誕生的嬰兒。,2.(2012江蘇高考改編)通過胚胎移植技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.對(duì)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(duì)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),【解題關(guān)鍵】解答本題應(yīng)明確兩點(diǎn)： (1)同期發(fā)情處理的目的是使供受體的生理狀態(tài)同步或一致，需要注射激素，對(duì)供體母牛超數(shù)排卵用促性腺激素處理。 (2)早期胚胎移植到受體，在受體體內(nèi)存活，必要的條件是不能和受體產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，所以受體與供體生理狀態(tài)相同。,【解析】選D。A錯(cuò)誤，對(duì)供體和受體母牛要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，但不一定是相同激素處理。B錯(cuò)誤，受精和胚胎的早期培養(yǎng)可以在體內(nèi)進(jìn)行。C錯(cuò)誤，對(duì)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)。,二、胚胎分割 1.胚胎分割的基礎(chǔ)： 理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。 物質(zhì)基礎(chǔ)：每個(gè)細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)。 2.胚胎均分?jǐn)?shù)目： 用分割針或分割刀片將胚胎切成2、4、8等份數(shù)，而不是2、3、4、5、6等份數(shù)，這與細(xì)胞有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目，以及操作難易程度有關(guān)。 3.胚胎的選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。,,4.胚胎分割的過程： 選發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 ↓ 移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中 ↓ 用分割針或分割刀片將胚胎切開 ↓ 吸出其中半個(gè)胚胎，注入空透明帶中，或?qū)⒙惆肱咭浦踩胧荏w ↓ 著床發(fā)育產(chǎn)仔 5.胚胎分割的意義：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。,,,,,,【易錯(cuò)提醒】 胚胎分割的兩點(diǎn)提醒 (1)胚胎分割沒有涉及生殖細(xì)胞，可以看成是動(dòng)物的無性生殖或克隆的方法之一。 (2)胚胎分割產(chǎn)生的最常見的是同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小。,1.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(shí)期的胚胎,【解題關(guān)鍵】理解胚胎分割的含義，特別是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均分的數(shù)目應(yīng)該為2的指數(shù)形式，而不是1、2、3、4份等。 【解析】選B。胚胎分割是采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)過移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)；需要選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割，這種技術(shù)可以看成動(dòng)物無性生殖或克隆的方法之一。,2.下圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請(qǐng)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(shí)，所取的樣本是 。 (3)進(jìn)行甲過程時(shí)，所使用的基本儀器是 ， 本過程的技術(shù)關(guān)鍵是 。,(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動(dòng)物中取得成功，但仍然存在一些問題，如剛出生的動(dòng)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。 【解題關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn)： (1)識(shí)別囊胚的結(jié)構(gòu)、牛胚胎性別鑒定及分割示意圖。 (2)胚胎分割的過程及技術(shù)手段，了解目前胚胎分割技術(shù)的現(xiàn)狀。,【解析】(1)本題表示牛的囊胚分割示意圖，囊胚內(nèi)有一個(gè)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(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。進(jìn)行胚胎分割時(shí)，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(gè)體或已知性別的個(gè)體(如圖中乙)。,(4)胚胎分割技術(shù)雖然在多種動(dòng)物中取得成功，但仍然存在一些問題，如剛出生的動(dòng)物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在著差異等。實(shí)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。,答案：(1)囊胚腔 透明帶 滋養(yǎng)層 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) (2)胚胎分割 做DNA分析性別鑒定 胚胎移植 滋養(yǎng)層 (3)實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀 將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 (4)體重偏輕 毛色和斑紋 同卵雙胎 同卵多胎,【互動(dòng)探究】 (1)對(duì)題2圖中胚胎進(jìn)行分割時(shí)，得到的后代性別會(huì)改變嗎？為什么？ 提示：不會(huì)。胚胎分割是一種無性生殖方式。 (2)題2中生物工程利用的技術(shù)是什么？ 提示：胚胎分割和胚胎移植。,三、胚胎干細(xì)胞 1.干細(xì)胞種類：,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。,【思維拓展】 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。,1.(2012天津高考)下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A.自體干細(xì)胞移植通常不會(huì)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,【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵是明確：胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，不但能增殖，而且也能分化。 【解析】選B。自體干細(xì)胞不屬于異物，不會(huì)引起自身的免疫排斥反應(yīng)，故A選項(xiàng)正確；胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，在體外培養(yǎng)可以增殖、分化，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；組織細(xì)胞的更新包括增殖、分化和凋亡過程，故C選項(xiàng)正確；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，故D選項(xiàng)正確。,2.美國華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組首次提取了人類肝臟干細(xì)胞。這種干細(xì)胞表現(xiàn)出分化多能性，并在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中成功地修復(fù)了實(shí)驗(yàn)鼠的部分肝臟組織?？茖W(xué)家認(rèn)為，它擁有治療多種肝病的潛力。下列說法正確的是( ) A.肝臟干細(xì)胞可分化出人體所有細(xì)胞 B.肝臟干細(xì)胞的細(xì)胞核具有發(fā)育成個(gè)體的潛能性 C.肝臟干細(xì)胞能夠分泌膽汁 D.肝臟干細(xì)胞可治療肝炎,【解題關(guān)鍵】解答本題需注意兩點(diǎn)： (1)明確肝臟細(xì)胞的功能。 (2)理解肝臟干細(xì)胞的特點(diǎn)。 【解析】選B。肝臟干細(xì)胞只能分化出肝細(xì)胞；肝臟干細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性；肝臟細(xì)胞能分泌膽汁；肝炎是病毒感染引起的，不能用肝臟干細(xì)胞治療。,【變式備選】下列不屬于研究胚胎干細(xì)胞的用途的是( ) A.有利于闡明細(xì)胞分化中各調(diào)節(jié)因子的作用機(jī)制 B.在試管中改良并創(chuàng)造動(dòng)物新品種 C.生產(chǎn)有價(jià)值的藥物 D.培育超級(jí)小鼠,【解析】選D。干細(xì)胞研究在生物科學(xué)基礎(chǔ)研究中具有極其重要的作用。例如，細(xì)胞分化是發(fā)育生物學(xué)的核心問題之一，利用干細(xì)胞就可以將復(fù)雜的問題簡單化，有利于闡明細(xì)胞分化中各調(diào)節(jié)因子的作用機(jī)制。利用胚胎干細(xì)胞，可以在試管中改良并創(chuàng)造動(dòng)物新品種，再結(jié)合基因工程等技術(shù)可以培育出生長快、抗病力強(qiáng)、高產(chǎn)的家畜品種，以及生產(chǎn)有價(jià)值的藥物等。而超級(jí)小鼠是基因工程的產(chǎn)物。,