2013年高中生物（人教版）同步課件：3-3胚胎工程的應(yīng)用及前景（選修3）.ppt

1、3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景,課程標(biāo)準(zhǔn) 列舉胚胎工程的應(yīng)用實(shí)例。 課標(biāo)解讀 1.結(jié)合牛胚胎移植示意圖，認(rèn)真理解胚胎移植的生理基礎(chǔ)，并能敘述胚胎移植的具體操作程序。 2.根據(jù)胚胎發(fā)育各個(gè)階段的特點(diǎn)，識(shí)記進(jìn)行胚胎切割所需的儀器和注意事項(xiàng)，并能了解其實(shí)際意義。 3.依據(jù)胚胎干細(xì)胞的分離途徑，知道胚胎干細(xì)胞的分類、功能和具體用途。,1胚胎工程技術(shù) 胚胎工程技術(shù)目前在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是家畜的 、 和 。,胚胎移植,胚胎分割,胚胎移植,體外生產(chǎn)胚胎技術(shù),2胚胎移植 (1)概念 對(duì)象： 或者通過(guò)其他方式得到的胚胎。 移植條件： 、 相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。 供體：在胚胎移植中 的個(gè)體。 受體：在胚胎移植中 的

2、個(gè)體。 地位：是胚胎工程的 一道“工序”。,雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎,同種的,生理狀態(tài),提供胚胎,接受胚胎,最后,(2)胎胎移植的意義 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的 ，大大縮短了 周期，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。 (3)胚胎移植的基本程序和方法 程序：供、受體的選擇和 進(jìn)行 或人工授精胚胎的 、檢查、 或保存 。 方法：胚胎移植的方法有 、 。 (4)胚胎移植的實(shí)質(zhì) 早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下 。,繁殖潛力,供體本身的繁殖,處理,配種,收集,培養(yǎng),胚胎移植及移植后的檢查,手術(shù)法,非手術(shù)法,空間位置的轉(zhuǎn)移,思維激活1 對(duì)于準(zhǔn)備移植的小牛胚胎移植到任何母牛子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎？ 提示不能，供體和受體母牛必

3、須處于生理狀態(tài)相同的條件下才能進(jìn)行胚胎移植，并且受體母牛是健康的。,1胚胎移植過(guò)程,2胚胎移植成功與否的兩個(gè)條件 (1)同種動(dòng)物之間進(jìn)行胚胎移植易于成功。這里的“同種”是指“同物種”。 (2)供、受體生理狀態(tài)要相同 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?xiàng)l件達(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，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。 移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。,3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)買種畜的費(fèi)用。 (3)一胎多產(chǎn)。 (4)保存優(yōu)良品種資源和

4、瀕危物種。 (5)可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力； 大大縮短了供體本身的繁殖周期。 增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。,特別提醒(1)為胚胎在受體內(nèi)存活提供可能的基礎(chǔ)就是指受體對(duì)外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 (2)沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎，而不是沖出卵子。 (3)哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管雌性動(dòng)物妊娠與否，都會(huì)產(chǎn)生黃體，并維持一段時(shí)間，稱為黃體期。在這段時(shí)間里，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。 (4)不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。 牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段才進(jìn)行移植；小鼠和家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植；人的體外受精胚胎，可在816個(gè)細(xì)胞階段移植。,【鞏固1】

5、下圖為胚胎移植過(guò)程示意圖，請(qǐng)回答以下問(wèn)題。,(1)胚胎移植對(duì)甲、乙、丙牛的要求分別是_、_和_。丁牛為_(kāi)。 (2)過(guò)程、分別是_和_。 (3)欲得到更多的后代牛丁，可將收集得到的胚胎進(jìn)行_。 (4)過(guò)程常用_方法對(duì)甲牛進(jìn)行處理。,解析仔細(xì)觀察圖解，先判斷出過(guò)程、分別為同期發(fā)情處理、胚胎移植和超數(shù)排卵，進(jìn)一步確定對(duì)甲牛超數(shù)排卵處理的方法是注射促性腺激素。胚胎移植時(shí)所用的供體公牛和母牛均為優(yōu)質(zhì)牛，受體牛為普通牛即可。 答案(1)優(yōu)質(zhì)母牛普通母牛優(yōu)質(zhì)公牛有價(jià)值的后代(優(yōu)質(zhì)牛)(2)同期發(fā)情處理胚胎移植(3)胚胎分割(4)注射促性腺激素,1概念 指采用 方法將 切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲

6、得 的技術(shù)。 2主要儀器設(shè)備 和 。 3繁殖方式 生殖。 4特點(diǎn) 后代 相同。胚胎分割,機(jī)械,早期胚胎,同卵雙胎或多胎,實(shí)體顯微鏡,顯微操作儀,無(wú)性,遺傳性狀,胚 胎 分 割,5操作程序 (1)選擇 、形態(tài)正常的 或 ，移入盛有 的培養(yǎng)皿中。 (2)用分割針或分割刀將胚胎切開(kāi)，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空 中，或直接將 移植入受體。分割囊胚時(shí)要將 均等分割。此時(shí)還可用分割針?lè)指?，做胚胎DNA分析 。 思維激活2 胚胎分割在什么時(shí)期進(jìn)行，為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？,發(fā)育良好,桑椹胚,囊胚,操作液,透明帶,祼半胚,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),滋養(yǎng)層,性別鑒定,提示胚胎分割時(shí)的胚胎時(shí)期是桑椹胚或囊胚。在

7、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，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和發(fā)育。,2特點(diǎn) 每個(gè)后代具有相同的遺傳特性。 3胚胎的選擇 發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。,4過(guò)程,5意義 加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。 特別提醒分割的份數(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。,【鞏固2】 下圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟，下列敘述正確的是 ()。,A胚胎移植可以定向產(chǎn)生基因突變 B可選擇在桑椹胚期進(jìn)行胚胎分割 C兩個(gè)胚胎具

8、有不同遺傳物質(zhì) D可移植到任何母牛子宮內(nèi)發(fā)育,解析該技術(shù)是胚胎分割移植技術(shù)。基因突變是不定向的，胚胎移植中不可能產(chǎn)生定向的基因突變，所以A錯(cuò)誤。胚胎分割一般選擇發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚，B正確。分割后的胚胎具有相同的遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤。發(fā)育的胚胎要移植到經(jīng)過(guò)同期發(fā)情處理的同種母牛的子宮內(nèi)發(fā)育，所以D錯(cuò)誤。 答案B,1來(lái)源 由 或 中分離出來(lái)的一類細(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，可以只 ，而 ?？梢詫?duì)它進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。胚胎干細(xì)胞,早期胚胎,原始性腺,體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯,全能性,增殖,不分化,胚胎干細(xì)

9、胞,3主要用途 (1)用于治療 。 (2)培育出 。 (3)揭示 和 的機(jī)理。 (4)用于哺乳動(dòng)物的 和 的研究。 思維激活3 用患者本人的干細(xì)胞誘導(dǎo)分化所得到的器官進(jìn)行移植，其最大的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 提示用患者本人的干細(xì)胞誘導(dǎo)分化所得到的器官進(jìn)行移植，最大的優(yōu)勢(shì)在于沒(méi)有免疫排斥。,人類的某些頑癥,人造組織器官,細(xì)胞分化,細(xì)胞凋亡,個(gè)體發(fā)育,發(fā)育規(guī)律,1干細(xì)胞概念 動(dòng)物(包括人)胚胎及某些器官內(nèi)具有自我復(fù)制和多向分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞，這部分細(xì)胞未分化或未完全分化，一旦生理需要，它們可以按照一定的途徑通過(guò)分裂、分化產(chǎn)生機(jī)體所需的細(xì)胞。,2干細(xì)胞的分類及特點(diǎn),3.胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用價(jià)值 ES細(xì)胞的分離

10、和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。 (1)ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞，移植干細(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。 (2)通過(guò)ES細(xì)胞的體外誘導(dǎo)分化，定向培育人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問(wèn)題。 (3)ES細(xì)胞是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。 (4)ES細(xì)胞還可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體產(chǎn)生和發(fā)育規(guī)律的研究。,特別提醒(1)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的關(guān)鍵是需要一種培養(yǎng)體系，這種體系必須能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)還要抑制胚胎干細(xì)胞的分化。 (2)獲得干細(xì)胞的主要途徑 從體外培養(yǎng)的胚胎中獲得。 從早期

11、流產(chǎn)的胎兒中獲得。 從克隆的胚胎中獲得。 從成體中獲得。,【鞏固3】 根據(jù)以下材料，回答下列問(wèn)題。 細(xì)胞在分化過(guò)程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力，最終衰老死亡。但機(jī)體在發(fā)展適應(yīng)過(guò)程中，保留了一部分未分化的原始細(xì)胞，稱為干細(xì)胞。一旦需要，這些干細(xì)胞就會(huì)按照發(fā)育途徑通過(guò)分裂、分化而產(chǎn)生所需細(xì)胞，以保證局部損傷組織的修復(fù)。 (1)人工獲得胚胎干細(xì)胞的方法是：將細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定的處理，使其發(fā)育到某一時(shí)期，從而獲得胚胎干細(xì)胞，“某一時(shí)期”最可能是 ()。 A受精卵 B八細(xì)胞胚 C囊胚 D原腸胚,(2)在全能干細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中，皮膚由_胚層發(fā)育而來(lái)，眼睛由_胚層發(fā)育而來(lái)，神經(jīng)

12、系統(tǒng)由_胚層發(fā)育而來(lái)。 (3)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中最原始的細(xì)胞是_。 (4)干細(xì)胞在臨床上應(yīng)用的最大優(yōu)點(diǎn)是移植器官和患者之間無(wú)_反應(yīng)。,解析干細(xì)胞是尚未分化發(fā)育，能生成各種組織、器官的起源細(xì)胞，分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、專能干細(xì)胞。受精卵是最原始的全能干細(xì)胞，隨著胚胎發(fā)育的進(jìn)行，細(xì)胞的分化程度越來(lái)越高，原腸胚時(shí)期達(dá)到分化的高峰。干細(xì)胞尚未開(kāi)始分化，具有再生各種組織、器官的潛能，可以加以利用，為人類服務(wù)。人們寄希望于利用干細(xì)胞在體外繁殖出各種組織或器官，并最終用這些組織或器官移植來(lái)代替病變的組織或器官。 答案(1)C(2)外、中外外(3)受精卵(4)免疫排斥,【例1】 下圖為胚胎移植的基本程序及早期

13、胚胎發(fā)育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問(wèn)題。,胚胎移植,(1)請(qǐng)?jiān)谏厦娴目崭裉帉?nèi)容補(bǔ)充完整：_，_。 (2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是_，超數(shù)排卵技術(shù)的處理措施是對(duì)供體母牛注射_。 (3)從A到F中，適宜于牛的胚胎移植時(shí)期有_。 (4)若一次給受體母牛移入多個(gè)胚胎，產(chǎn)生的多個(gè)后代基因型相同嗎？_，為什么？_。,深度剖析胚胎移植的實(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；適宜于胚胎移植的時(shí)期是桑椹胚或囊胚期；若一次給受體母牛移入多個(gè)胚胎，由于這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，因此性狀也不一定相同。,思維導(dǎo)圖：,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

14、下空間位置的轉(zhuǎn)移促性腺激素(3)EF (4)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,【例2】 下圖是牛胚胎分割示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：,胚胎分割,(1)進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到_時(shí)期的胚進(jìn)行操作。 (2)指的是_。,(3)通過(guò)胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體共有的特點(diǎn)是_。 (4)在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意_。,思維導(dǎo)圖：,深度剖析本題考查胚胎移植的過(guò)程和注意事項(xiàng)，解題關(guān)鍵是能正確讀圖、析圖，并理解胚胎分割的原理和注意事項(xiàng)。胚胎分割的時(shí)期應(yīng)在細(xì)胞分化以前，所以，選取的胚應(yīng)處于桑椹胚或囊胚期。經(jīng)分割產(chǎn)生的個(gè)體來(lái)源于同一個(gè)細(xì)胞，其遺傳物質(zhì)相同，遺傳性狀也相同。胚胎分割要將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 答案(1)桑椹胚或囊胚(2)囊胚腔(3)具有相同的遺傳物質(zhì)(4)胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育,溫馨提示胚胎分割移植提高了胚胎的利用率，目前已在多種動(dòng)物如小鼠、家兔、綿羊等中取得成功，但仍存在一些問(wèn)題，如剛出生的動(dòng)物體重偏低