高中生物 探究導(dǎo)學(xué)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,探究1 胚胎移植 【研讀教材自主認(rèn)知】 1.概念剖析: (1)供體:能提供_________或通過(guò)_________及其他方式得到的胚胎 的雌性動(dòng)物。 (2)受體:_____的、_____________的其他雌性動(dòng)物。 (3)結(jié)果:產(chǎn)生新個(gè)體。,早期胚胎,體外受精,同種,生理狀態(tài)相同,2.意義: (1)充分發(fā)揮_______________________。 (2)大大縮短了供體本身的_________,增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。 3.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ): (1)移入:同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的_________是相同的。為胚 胎提供相同的_________。,雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,繁殖周期,生理變化,生理環(huán)境,(2)收集: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,為___________提供了可能。 (3)存活:受體對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生_____________,為胚胎的存活 提供了可能。 (4)遺傳性:供體胚胎能與受體子宮建立正常的___________聯(lián)系,但 供體胚胎的_________不受任何影響。,胚胎的收集,免疫排斥反應(yīng),生理和組織,遺傳特性,4.胚胎移植的基本程序:,同期發(fā)情,超數(shù)排卵,人工授精,桑椹胚,囊胚,手術(shù),非手術(shù),是否妊娠,【小判斷】 (1)受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植。 ( ) 【分析】移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。 (2)胚胎移植時(shí),受體的主要作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。 ( ) 【分析】受體的主要作用是妊娠和育仔。 (3)胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。 ( ) 【分析】同種生物之間的生理狀態(tài)差異較小,胚胎移植成功率較高。,,,√,2.胚胎移植的基本程序: (1)胚胎移植過(guò)程中,對(duì)供、受體的選擇有哪些要求? ①供體:_______________________。 ②受體:___________________________。,遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀,有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力,(2)胚胎移植過(guò)程中兩次使用激素,激素作用相同嗎? 提示:不同,第一次是用激素對(duì)受體和供體進(jìn)行同期發(fā)情處理;第二次是用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。 (3)沖卵指的是沖出卵子嗎? 提示:不是。沖卵是指將供體母畜子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái),而不是把卵子沖出來(lái)。,(4)胚胎移植過(guò)程中需要進(jìn)行幾次檢查?分別檢查什么? 提示:兩次檢查。第一次在沖卵后,對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查;第二次對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。 (5)結(jié)合前面所學(xué)內(nèi)容,總結(jié)胚胎移植中的胚胎來(lái)源有哪些。 提示:轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精、體內(nèi)受精。,【精講精析】移植胚胎來(lái)源及生殖方式 核移植 無(wú)性繁殖 體外受精 有性生殖 轉(zhuǎn)基因 有性生殖 體內(nèi)受精→沖卵→移植→有性生殖,【歸納總結(jié)】胚胎移植三個(gè)方面的注意事項(xiàng) (1)胚胎移植的實(shí)質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來(lái)的優(yōu)良特性。 (2)后代的遺傳特性:后代的遺傳特性是由供體決定的,受體母畜只是提供了胚胎發(fā)育的場(chǎng)所,不影響后代的遺傳特性。 (3)胚胎移植成功與否要有兩個(gè)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。 ②進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,【過(guò)關(guān)小練即時(shí)應(yīng)用】 1.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),【解題指南】解答本題需要明確以下兩點(diǎn): (1)供、受體生理狀態(tài)要相同,進(jìn)行同期發(fā)情處理。 (2)代孕母牛的生理狀態(tài)要與供體相同。 【解析】選D。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,A錯(cuò)誤。受精和胚胎的早期培養(yǎng)可以在體內(nèi)進(jìn)行,B錯(cuò)誤。對(duì)沖卵獲得的早期胚胎檢查一般為桑椹胚或囊胚,合格后方可移植,C錯(cuò)誤。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正確。,2.下圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發(fā)育過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答:,(1)請(qǐng)將上圖空格處的內(nèi)容補(bǔ)充完整:① ,② 。 (2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是 , 超數(shù)排卵技術(shù)是對(duì)供體母牛注射 。 (3)從A到F中,開始出現(xiàn)分化的時(shí)期是 ,適于牛的胚胎移 植的時(shí)期有 。(填字母),【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是: (1)理解胚胎移植的實(shí)質(zhì)是:早期胚胎在相同生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移。 (2)明確胚胎移植的時(shí)期是桑椹胚或囊胚期。 【解析】(1)供、受體母牛需進(jìn)行同期發(fā)情處理。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。促性腺激素可促進(jìn)超數(shù)排卵。(3)囊胚期的胚胎開始出現(xiàn)分化,胚胎移植的適宜時(shí)期為桑椹胚或囊胚期。,答案:(1)同期發(fā)情 胚胎移植 (2)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移 促性腺激素 (3)F E或F,【互動(dòng)探究】 (1)圖示過(guò)程屬于哪種繁殖方式? 提示:有性生殖。 (2)若一次性給受體母牛移入多個(gè)胚胎,產(chǎn)生的后代基因型相同嗎?為什么? 提示:不一定相同,因?yàn)檫@些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來(lái),它們的基因型可能相同,也可能不同。,【規(guī)律方法】判斷胚胎移植是有性生殖還是無(wú)性生殖 胚胎移植的繁殖方式取決于胚胎是由受精卵發(fā)育而成的,還是由核移植技術(shù)形成的重組細(xì)胞發(fā)育而成的。若是由受精卵發(fā)育而成的,則為有性生殖,否則為無(wú)性生殖。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】胚胎移植過(guò)程中,對(duì)選擇的供、受體母牛用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理的原因是 ( ) A.防止受體牛不愿意接受胚胎 B.只有受體與供體的生理狀態(tài)相同,被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育 C.有效地避免受體母畜對(duì)外來(lái)胚胎的免疫排斥反應(yīng) D.提高卵子和精子受精能力 【解析】選B。保持受體母畜與供體母畜生理狀態(tài)的一致性是胚胎移植獲得成功的必要條件之一。,探究2 胚胎分割 【研讀教材自主認(rèn)知】 1.概念:采用_____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_____雙胎或多胎的技術(shù)。 2.儀器設(shè)備:主要是___________和顯微操作儀。,機(jī)械,同卵,實(shí)體顯微鏡,3.操作程序: (1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_____________,移入盛有_______的 培養(yǎng)皿中。 (2)用_________________切開胚胎,吸出半個(gè),注入_________中,或 直接將裸半胚移植入受體。 (3)分割_____時(shí)要將_________均等分割。 4.局限:采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生_________的可能性有限,最常見(jiàn)的是 經(jīng)分割產(chǎn)生的_________,而同卵多胎成功的比例都很小。,桑椹胚或囊胚,操作液,分割針或分割刀片,空透明帶,囊胚,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),同卵多胚,同卵雙胎,【小判斷】 (1)胚胎分割可看作是有性生殖。 ( ) 【分析】胚胎分割本質(zhì)是通過(guò)體細(xì)胞繁殖,所以屬于無(wú)性繁殖。 (2)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好的囊胚或原腸胚。 ( ) 【分析】胚胎分割應(yīng)選擇發(fā)育良好的囊胚或桑椹胚。,,,(3)胚胎分割實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低。 ( ) 【分析】實(shí)踐證明,胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的,到目前為止,最常見(jiàn)的是經(jīng)分割而產(chǎn)生的同卵雙胎,而同卵多胎成功的比例都很小。 (4)胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。 ( ) 【分析】對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),需將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。,√,,【合作探究核心歸納】 1.胚胎分割的對(duì)象: 胚胎分割的對(duì)象是什么?選擇此時(shí)期的胚胎進(jìn)行分割的原因是什么? 提示:桑椹胚或囊胚階段的胚胎。桑椹胚階段尚未出現(xiàn)細(xì)胞分化,具有全能性;囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)具有全能性。,2.胚胎分割的注意事項(xiàng): (1)在選擇要分割的胚胎時(shí),應(yīng)注意什么問(wèn)題? 提示:胚胎分割應(yīng)選擇發(fā)育良好的囊胚或桑椹胚。 (2)在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題? 提示:在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。,(3)在胚胎分割時(shí),能否無(wú)限分割?原因是什么? 提示:不能。分割份數(shù)越多,越難以做到均等分割,且每一份的細(xì)胞數(shù)目就越少,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。,3.胚胎分割動(dòng)物與克隆動(dòng)物的異同: (1)從胚胎來(lái)源上分析,胚胎分割動(dòng)物和克隆動(dòng)物相同嗎? 提示:不相同。胚胎分割的對(duì)象可能是在雌性動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)受精形成的早期胚胎,也可能是體外受精或其他方式得到的胚胎,而克隆的對(duì)象是經(jīng)體細(xì)胞核移植得到的重組胚胎。 (2)從后代核遺傳物質(zhì)上分析,胚胎分割動(dòng)物和克隆動(dòng)物生殖方式相同嗎? 提示:相同。兩者都屬于無(wú)性繁殖。,【歸納總結(jié)】胚胎分割兩個(gè)方面的注意事項(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,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,移植后恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大,移植成功率自然就越低。,【過(guò)關(guān)小練即時(shí)應(yīng)用】 1.(2015天津高二檢測(cè))近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來(lái)了無(wú)限生機(jī),下圖為經(jīng)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)良奶牛的過(guò)程。相關(guān)說(shuō)法正確的是 ( ),A.體外受精所需的成熟卵子可以從母體卵巢中直接獲取,但在受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理 B.進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育到原腸胚時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作 C.胚胎分割的方法只能用分割針在顯微鏡下將胚胎均等分割成若干份 D.移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎幾乎不發(fā)生排斥反應(yīng),【解題指南】解答本題的思路是: 【解析】選D。從母體卵巢中得到的卵子還不成熟,要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具有與獲能精子結(jié)合的能力;進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作;進(jìn)行胚胎分割時(shí),還可以采用分割刀片將胚胎切開;同一物種供、受體的生理狀況和生殖狀況相同,才能進(jìn)行胚胎移植。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】關(guān)于胚胎分割技術(shù)的敘述,錯(cuò)誤的是 ( ) A.胚胎分割操作在動(dòng)物的子宮內(nèi)進(jìn)行 B.用分割針或分割刀片對(duì)早期胚胎進(jìn)行分割 C.分割后必須移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步完成胚胎發(fā)育 D.對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 【解析】選A。進(jìn)行胚胎分割時(shí),將早期胚胎移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中進(jìn)行具體的操作。,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(wèn)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(guò)程的技術(shù)名稱: 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 。 (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 , 成功的比例都很小。,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵: (1)明確胚胎發(fā)育各時(shí)期的特點(diǎn)。 (2)對(duì)囊胚階段胚胎分割時(shí),要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。,【解析】(1)題圖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(乙),以便于獲得健康的個(gè)體或已知性別的個(gè)體。,(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)物體重偏低,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)生同卵多胚的可能性是有限的,目前最常見(jiàn)的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎,同卵多胎成功的比例都很小。,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)體重偏低 毛色和斑紋 同卵雙胎 同卵多胎,【互動(dòng)探究】 (1)對(duì)上題圖中胚胎進(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(wú)性繁殖方式。 (2)上題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。,探究3 胚胎干細(xì)胞 【研讀教材自主認(rèn)知】 1.概念:由_________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。 2.特點(diǎn): (1)形態(tài)上:體積小、_______大、核仁明顯。 (2)功能上:具有_____________,即可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種 組織細(xì)胞;在體外可增殖而不發(fā)生_____;可冷凍保存;可進(jìn)行_______ ___。,早期胚胎,細(xì)胞核,發(fā)育的全能性,分化,遺傳改,造,3.應(yīng)用: (1)移植ES細(xì)胞,可修復(fù)壞死或退化部位,治愈糖尿病、肝(心)衰竭、 _________等病癥。 (2)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,可培育_____________。 (3)ES細(xì)胞在牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等誘導(dǎo)因子作用下可向不同類型 的組織細(xì)胞_____。,成骨不良,人造組織器官,分化,【合作探究核心歸納】 1.胚胎干細(xì)胞的來(lái)源: 胚胎干細(xì)胞的來(lái)源有哪些?為什么可分化為動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織? 提示:①來(lái)源:從早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)。 ②原因:胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。,2.胚胎干細(xì)胞的主要用途: (1)胚胎干細(xì)胞用于治療人類的某些頑癥的原理是什么? 提示:胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞,經(jīng)移植可使壞死或退化部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。 (2)胚胎干細(xì)胞為什么可以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問(wèn)題? 提示:通過(guò)胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,可以培育出人造組織器官,從而解決供體器官不足問(wèn)題,另一方面,由于是自身細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化形成的,所以無(wú)免疫排斥反應(yīng)。,【歸納總結(jié)】三種干細(xì)胞的特點(diǎn)、來(lái)源及應(yīng)用,【過(guò)關(guān)小練即時(shí)應(yīng)用】 1.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.組織細(xì)胞的更新包括細(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 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是明確胚胎干細(xì)胞具有全能性,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、分化形成新的組織細(xì)胞,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(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,可以用于治療白血病,故D選項(xiàng)正確。,2.(2015衡水高二檢測(cè))關(guān)于ES細(xì)胞的應(yīng)用,敘述錯(cuò)誤的是 ( ) A.可以用于治療由細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病 B.在體外誘導(dǎo)分化可培育出人造組織器官 C.是研究體外細(xì)胞分化的理想材料 D.不能用于治療糖尿病、肝衰竭等疾病,【解析】選D。通過(guò)誘導(dǎo)分化,胚胎干細(xì)胞可以用于治療細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病,A正確;胚胎干細(xì)胞可以分化出人造組織器官,用于器官移植,故B正確;胚胎干細(xì)胞是研究體外細(xì)胞分化的理想材料,C正確;胚胎干細(xì)胞可以用于治療糖尿病和肝衰竭等疾病。,