高中生物 專(zhuān)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(zhuān)題3 胚胎工程,學(xué)習(xí)導(dǎo)航,,專(zhuān)題3 胚胎工程,一、胚胎移植 1．概念 (1)移植對(duì)象：雌性動(dòng)物體內(nèi)的____________，或者通過(guò)____________及其他方式得到的胚胎。 (2)移植受體：移植到________________________的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)。 (3)移植結(jié)果：發(fā)育為新個(gè)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(dòng)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(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而處于____________狀態(tài)。 (3)受體對(duì)外來(lái)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(wú)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(lái)的一類(lèi)細(xì)胞，簡(jiǎn)稱(chēng)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(lèi)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(wèn)題。 (3)是研究體外____________的理想材料。 (4)可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)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(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)。( ) (2)胚胎移植實(shí)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(duì)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(xiě)出圖中字母代表的過(guò)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(dòng)物體內(nèi)早期胚胎。 (2)通過(guò)體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到。 (3)通過(guò)哺乳動(dòng)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(gè)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(dòng)物的發(fā)情時(shí)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(gòu)買(mǎi)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?xún)?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。,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(duì)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(duì)象是早期胚胎而不是受精卵。,(2012·高考江蘇卷改編)通過(guò)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) [解析] A錯(cuò)誤，對(duì)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(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)。,D,(1)C項(xiàng)中沖卵是指從子宮中沖出的卵子嗎？ (2)D項(xiàng)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(duì)外來(lái)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(cè))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(guò)程a使用的是同一種激素 B．過(guò)程b的生理基礎(chǔ)是供體與受體生理環(huán)境相同 C．過(guò)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(guò)程a、b、c依次是超數(shù)排卵、沖卵、胚胎移植。過(guò)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(wú)關(guān)；對(duì)供體母牛和供體公牛要求選擇遺傳性能優(yōu)秀的個(gè)體。,胚胎分割,1．胚胎分割的基礎(chǔ)和特點(diǎn) (1)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。 (2)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)。 (3)特點(diǎn)：每個(gè)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(xiàng) (1)對(duì)囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí)一定要均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，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(wèn)題。 (2)分割的份數(shù)越多，每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)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(huì)越大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會(huì)越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率自然會(huì)降低。,特別提醒 胚胎分割動(dòng)物和體細(xì)胞克隆動(dòng)物比較 (1)相同點(diǎn)：都屬于無(wú)性生殖或克隆，最終技術(shù)是胚胎移植。 (2)不同點(diǎn)： ①胚胎的來(lái)源可能不同。胚胎分割動(dòng)物可能是雌性動(dòng)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(dòng)物是核移植技術(shù)獲得的重組胚胎。 ②胚胎分割動(dòng)物具有相同的遺傳物質(zhì)，兩個(gè)親本提供的核遺傳物質(zhì)一樣多；而克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)主要由供體細(xì)胞核提供。 ③克隆動(dòng)物的起點(diǎn)是經(jīng)過(guò)核移植形成的一個(gè)細(xì)胞，胚胎分割動(dòng)物的起點(diǎn)是經(jīng)過(guò)受精作用形成的一個(gè)細(xì)胞。,如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(wèn)題：,(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)：A.____________；B.____________；C.____________；D.____________。 (2)寫(xiě)出甲、乙、丙過(guò)程的技術(shù)名稱(chēng)：甲________________；乙____________________；丙______________。進(jìn)行乙過(guò)程時(shí)，所取的樣本是____________。 (3)進(jìn)行甲過(guò)程時(shí)，所使用的基本儀器是________________________，本過(guò)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(shí)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(dòng)物中取得成功，但仍然存在一些問(wèn)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。,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(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(kāi)，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(wèn)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(jiàn)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(shí)體顯微鏡和顯微操作儀，用分割針或分割刀將胚胎切開(kāi)，并將分開(kāi)的胚胎吸出，而不能用鑷子取出且分割時(shí)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(shí)期胚胎 解析：胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時(shí)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(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一。,B,1．干細(xì)胞種類(lèi),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(gè)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(gè)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(lèi)型或功能密切相關(guān)的兩種類(lèi)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(guò)程中不同干細(xì)胞發(fā)育分化過(guò)程：受精卵→全能干細(xì)胞→多能干細(xì)胞→專(zhuān)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(lèi)功能干細(xì)胞都可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。 (2)各類(lèi)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(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(guò)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(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；組織的細(xì)胞更新包括增殖、分化和凋亡過(guò)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，可以治療白血病，故D選項(xiàng)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(cuò)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(gè)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,