高中生物 專題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 專題3胚胎工程 學(xué)習(xí)導(dǎo)航 專題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 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 中分離出來的一類細(xì)胞 簡(jiǎn)稱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?qū)懗鰣D中字母代表的過程 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)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 供 受體雌性動(dòng)物的發(fā)情時(shí)間一致 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 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 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)情處理與過程a使用的是同一種激素B 過程b的生理基礎(chǔ)是供體與受體生理環(huán)境相同C 過程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 過程a b c依次是超數(shù)排卵 沖卵 胚胎移植 過程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) 都屬于無性生殖或克隆 最終技術(shù)是胚胎移植 2 不同點(diǎn) 胚胎的來源可能不同 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 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 克隆動(dòng)物的起點(diǎn)是經(jīng)過核移植形成的一個(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 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 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 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 并將分開的胚胎吸出 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)物無性繁殖或克隆的方法之一 B 1 干細(xì)胞種類 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型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(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 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