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

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一、胚胎移植 1．概念 將雌性動(dòng)物體內(nèi)的 ，或者通過(guò) 及其他方式得到的胚胎，移植到 的、生理狀態(tài) 的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。 2．地位 胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)的 一道“工序”。,同種,體外受精,早期胚胎,相同,最后,3．意義 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的 。,繁殖潛力,5．基本程序,6．實(shí)質(zhì) 早期胚胎在 條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。 二、胚胎分割 1．概念 指采用 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) 。 2．原理：細(xì)胞的 。 3．胚胎分割時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1)選擇胚胎：分割時(shí)應(yīng)選擇 、形態(tài)正常的 或 。 (2)分割：在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將 .均等分割。 (3)所需主要儀器：實(shí)體顯微鏡和 。,相同生理環(huán)境,機(jī)械,早期胚胎,完全相同,全能性,發(fā)育良好,桑椹胚,囊胚,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),顯微操作儀,三、胚胎干細(xì)胞 1．概念 是由 或 中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞。 2．特點(diǎn) (1)在形態(tài)上：表現(xiàn)為 、 、 。 (2)在功能上：具有發(fā)育的 。 (3)在體外培養(yǎng)條件下：ES細(xì)胞可以只增殖而不 ，因此可以對(duì)它進(jìn)行 或 。,早期胚胎,原始性腺,體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯,全能性,分化,冷凍保存,遺傳改造,3．應(yīng)用 (1)可以用于治療人類的某些頑癥。 (2)可以培育出 ，解決目前臨床上存在的 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 規(guī)律的研究。,人造組織器官,供體器官不足,免疫排斥,細(xì)胞分化,發(fā)生和發(fā)育,一、胚胎移植 閱讀教材P74～76，結(jié)合圖3－16、3－17，探討回答下列問(wèn)題： 1．試分析胚胎移植技術(shù)中胚胎的來(lái)源及生殖方式。,2．胚胎移植的受體應(yīng)具備哪些條件？ 提示：同一物種；與供體處于相同的生理狀態(tài)；雌性動(dòng)物。 3．胚胎移植的意義有哪些？ 提示：(1)加速育種工作和品種改良； (2)大量節(jié)省購(gòu)買種畜的費(fèi)用； (3)一胎多產(chǎn)； (4)保存品種資源和瀕危物種； (5)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。 二、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞 閱讀教材P78～P79，結(jié)合圖3－23，探討回答下列問(wèn)題： 1．胚胎分割有什么意義？處理時(shí)期和理由是什么？ 提示：胚胎分割的意義是提高胚胎利用率。處理的時(shí)期是桑椹胚期或囊胚期，因?yàn)榇藭r(shí)還未出現(xiàn)細(xì)胞的分化。,2．結(jié)合胚胎分割的發(fā)展簡(jiǎn)史，想一想早期胚胎能不能無(wú)限分割。 提示：不能。實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。 3．囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有何功能？對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)要注意什么？為什么？ 提示：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)在囊胚階段才出現(xiàn)，它將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,4．觀察圖示，回答問(wèn)題：,(1)囊胚細(xì)胞出現(xiàn)________和________。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的________，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成________等。 (2)出現(xiàn)囊胚腔，是胚胎內(nèi)部一個(gè)含有液體的囊腔。 (3)胚胎干細(xì)胞的來(lái)源：在人胚胎發(fā)育早期的________中未分化的細(xì)胞。 (4)胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)：具有________能力并保持________狀 態(tài)，在一定條件下可分化為各種____________；易于進(jìn)行基因改造操作。 提示：(1)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 滋養(yǎng)層 各種組織 胎盤(pán) (3)囊胚 (4)增殖 未分化 組織和器官,請(qǐng)回答胚胎工程方面的問(wèn)題： (1)應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管牛”。試管牛的培育需經(jīng)過(guò)體外受精、______________、______________以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過(guò)程。 (2)在“試管?！钡呐嘤^(guò)程中，要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對(duì)精子進(jìn)行處理，使其________。另外，培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至減數(shù)第二次分裂的中期，該時(shí)期在顯微鏡下可觀察到次級(jí)卵母細(xì)胞和________。,,,(3)通常奶牛每次排出一枚卵母細(xì)胞，采用激素處理可使其一次排出多枚卵母細(xì)胞，常使用的激素是__________。 (4)胚胎移植前對(duì)供、受體母牛要進(jìn)行____________。為胚胎在受體體內(nèi)存活提供可能的基礎(chǔ)是指受體對(duì)外來(lái)的胚胎基本上不產(chǎn)生 。,[解析] (1)“試管牛”是通過(guò)在試管中進(jìn)行體外受精，然后將受精卵進(jìn)行胚胎培養(yǎng)，將獲得的胚胎再利用胚胎移植技術(shù)植入母體內(nèi)，在母體內(nèi)發(fā)育和產(chǎn)出牛個(gè)體的過(guò)程。(2)為使精卵成功結(jié)合需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理；卵母細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體。(3)促性腺激素能夠作用于卵巢細(xì)胞使其產(chǎn)生更多的性激素從而促進(jìn)卵母細(xì)胞的生成。(4)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。另外胚胎要在受體內(nèi)存活，必要的條件是不能和受體產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。 [答案] (1)早期胚胎培養(yǎng) 胚胎移植 (2)獲能 第一極體 (3)促性腺激素 (4)同期發(fā)情處理 免疫排斥反應(yīng),,,從生殖方式上區(qū)分克隆、試管牛和胚胎移植 (1)克?。菏菬o(wú)性繁殖，具體指從一個(gè)共同的祖先通過(guò)無(wú)性繁殖的方法增生而來(lái)的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或者個(gè)體，如植物的組織培養(yǎng)。動(dòng)物的克隆指細(xì)胞核移植，通過(guò)離體培養(yǎng)重新表達(dá)細(xì)胞的全能性。 (2)試管牛：是體外受精和胚胎移植過(guò)程，屬于有性生殖。 (3)胚胎移植：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(xì)胞發(fā)育而成的。若由受精卵形成的則為有性生殖，否則為無(wú)性生殖。,,,(山東高考)科學(xué)家通過(guò)誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下：,,,(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后，對(duì)其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為_(kāi)_______，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長(zhǎng)至鋪滿培養(yǎng)皿底時(shí)停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_______。 (2)圖中2－細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過(guò)程稱為_(kāi)_______；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過(guò)________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過(guò)________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對(duì)人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向________后用于疾病的細(xì)胞治療。,,,【研析】 本題主要考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等有關(guān)知識(shí)，意在考查識(shí)記和理解應(yīng)用能力。具體解題過(guò)程如下：,,,[審]——提取信息,信息a：由設(shè)問(wèn)(1)對(duì)黑鼠體細(xì)胞的初次培養(yǎng)可知其稱為原代培養(yǎng)。 信息b：由設(shè)問(wèn)(2)從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得2－細(xì)胞胚胎可知此過(guò)程為沖卵技術(shù)。 信息c：由設(shè)問(wèn)(3)重組囊胚移入白鼠子宮內(nèi)可知此項(xiàng)技術(shù)是胚胎移植化用于疾病的細(xì)胞治療。 信息d：由設(shè)問(wèn)(4)“iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性”可推得對(duì)其進(jìn)行定向誘導(dǎo)分化。,[析]——解讀信息,解讀信息a：動(dòng)物組織用酶處理成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。 解讀信息b：將早期胚胎從母體子宮中沖洗出來(lái)的方法叫沖卵。 解讀信息d：iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性即均可分化為成年鼠任何一種組織細(xì)胞，可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。,,[答]——解題規(guī)范,設(shè)問(wèn)(2)：第二個(gè)空填的正確答案“體外受精”來(lái)自一個(gè)關(guān)鍵語(yǔ)句“灰鼠體內(nèi)取出”，答為“受精”不給分。 設(shè)問(wèn)(4)第一個(gè)空：囊胚本身就是早期的胚胎，而其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)具有發(fā)育的全能性，其他部分細(xì)胞則不具備此特性，因此答“早期胚胎”不恰當(dāng)。 設(shè)問(wèn)(4)第二個(gè)空：前面有一個(gè)關(guān)鍵詞“定向”，這決定了這個(gè)答案只能填“誘導(dǎo)分化”，不能填“誘導(dǎo)分裂、分化”或“分裂”。,[答案] (1)原代培養(yǎng) 接觸抑制 (2)沖卵(或沖胚) 體外受精(或核移植) (3)胚胎移植 冷凍(或低溫) (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 誘導(dǎo)分化,[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 填充：①內(nèi)細(xì)胞團(tuán) ②收集 ③桑椹胚或囊胚 ④－196℃ 的液氮 ⑤原始的性腺 ⑥細(xì)胞核大 ⑦具有發(fā)育的全能性,———————[課堂歸納]—————————,[關(guān)鍵語(yǔ)句] 1．胚胎移植實(shí)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(guò)程。 2．胚胎移植的理論基礎(chǔ) (1)早期胚胎處于游離狀態(tài)，為胚胎收集提供可能。 (2)受體對(duì)移植胚胎基本不發(fā)生免疫排斥是早期胚胎在受體內(nèi)存活的理論基礎(chǔ)。 (3)供體胚胎可與受體子宮建立生理和組織上的聯(lián)系，為胚胎在受體內(nèi)發(fā)育提供了可能。 3．為促進(jìn)供體多排卵，應(yīng)用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理。,4．一般選取孕激素對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。 5．胚胎分割的對(duì)象是桑椹胚或囊胚，在對(duì)囊胚分割時(shí)，應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。 6．胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特征，具有發(fā)育的全能性。,1．下列技術(shù)屬于胚胎工程最后一道“工序”的是( ) A．體外受精 B．早期胚胎培養(yǎng) C．胚胎移植 D．胚胎分割 解析：在胚胎工程中，最后都要把胚胎移植到受體內(nèi) 才能獲得試管動(dòng)物。,答案：C,2．關(guān)于胚胎移植優(yōu)點(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．使良種畜群迅速擴(kuò)大，加速育種工作和品種改良 B．克服了時(shí)間與地域的限制，大量節(jié)省購(gòu)買種畜的費(fèi)用 C．一次給受體移入多個(gè)胚胎，可增加雙胎和多胎的比例 D．建立常溫胚胎庫(kù)，保存品種資源和瀕危物種 解析：胚胎必須進(jìn)行冷凍保存，常溫下無(wú)法長(zhǎng)期保存胚胎。,答案：D,3．表現(xiàn)型不同的母牛生育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：若干頭母牛生出基因型完全相同的小牛，是因 為這些小牛的遺傳物質(zhì)來(lái)自同一受精卵，這是通過(guò)胚胎分 割移植產(chǎn)生的。,答案：C,4．下列過(guò)程在胚胎移植中沒(méi)有必要進(jìn)行的是( ) A．對(duì)供體、受體要進(jìn)行選擇 B．要用激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理 C．供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) D．胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法 解析：移入受體的是胚胎，并且受體對(duì)移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，所以C選項(xiàng)中的過(guò)程在胚胎移植中沒(méi)有必要進(jìn)行。胚胎移植的主要步驟有供、受體的選擇，用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法。,答案：C,5．如圖為牛胚胎移植示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)胚胎移植對(duì)供體母牛、供體公牛、受體母牛的要求分別是________、________、________。 (2)牛胚胎移植程序中，對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理的目的是___________________________________________。 (3)③對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。 (4)④胚胎移植過(guò)程一般有________和________兩種方法。 (5)沖卵的生理基礎(chǔ)是___________________________________ ____________________________________________________。,解析：胚胎移植時(shí)，所用的供體母牛、供體公牛均為優(yōu)質(zhì)牛，受體母牛為普通牛即可。胚胎移植時(shí)供體和受體母牛必須處在相同的發(fā)情期，通常用激素進(jìn)行處理，這樣可使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致。對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。胚胎移植一般有手術(shù)法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口；非手術(shù)法：將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。 答案：(1)優(yōu)質(zhì)母牛 優(yōu)質(zhì)公牛 普通母牛 (2)使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致 (3)桑椹胚 囊胚 (4)手術(shù)法 非手術(shù)法 (5)早期胚胎形成后，處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,