專題3-3.3-胚胎工程的應(yīng)用及前景

1、一、胚胎移植1．概念將雌性動物體內(nèi)的 ，或者通過 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。

2、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

3、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 中分離出來的一類細(xì)胞，簡稱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

4、以對它進(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 的問題。(3)是研究體外 的理想材料。(4)可用于對哺乳動物個(gè)體 規(guī)律的研究。,人造組織器官,

5、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，探討回答下列問題：1．試分析胚胎移植技術(shù)中胚胎的來源及生殖方式。,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

6、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)展簡史，想一想早期胚胎能不能無限分割。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

7、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)，它將來發(fā)育成胎兒的各種組織。對囊胚階段的胚胎進(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，回答問題：,(1)囊胚細(xì)胞出現(xiàn)________和________。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的________，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(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)胞的來源：在

8、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(3)囊胚　(4)增殖　未分化　組織和器官,請回答胚胎工程方面的問題：(1)應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管?！?。試管牛的培育需經(jīng)過體外受精、______________、_________

9、_____以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過程。(2)在“試管?！钡呐嘤^程中，要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對精子進(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)胚胎移植前對供、受體母牛要進(jìn)行____________。

10、為胚胎在受體體內(nèi)存活提供可能的基礎(chǔ)是指受體對外來的胚胎基本上不產(chǎn)生　。,[解析]　(1)“試管?！笔峭ㄟ^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)體的過程。(2)為使精卵成功結(jié)合需要對精子進(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

11、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性繁殖，具體指從一個(gè)共同的祖先通過無性繁殖的方法增生而來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)。動物的克隆指細(xì)胞核移植，通過離體培養(yǎng)重新表達(dá)細(xì)

12、胞的全能性。(2)試管牛：是體外受精和胚胎移植過程，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，否則為無性生殖。,,,(山東高考)科學(xué)家通過誘導(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，對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為________，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪

13、滿培養(yǎng)皿底時(shí)停止分裂，這種現(xiàn)象稱為________。(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，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過________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，有望在對人類iP

14、S細(xì)胞進(jìn)行定向________后用于疾病的細(xì)胞治療。,,,【研析】　本題主要考查動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等有關(guān)知識，意在考查識記和理解應(yīng)用能力。具體解題過程如下：,,,[審]——提取信息,信息a：由設(shè)問(1)對黑鼠體細(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(2)從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得2－細(xì)胞胚胎可知此過程為沖卵技術(shù)。信息c：由設(shè)問(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(4)“iPS

15、與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性”可推得對其進(jìn)行定向誘導(dǎo)分化。,[析]——解讀信息,解讀信息a：動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(2)：第二個(gè)空填的正確答案“體外受精”來自一個(gè)關(guān)鍵語句“灰鼠體內(nèi)取出”，答為

16、“受精”不給分。設(shè)問(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(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]

17、 填充：①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)?、谑占、凵ｉ┡呋蚰遗?④－196℃ 的液氮?、菰嫉男韵佟?⑥細(xì)胞核大 ⑦具有發(fā)育的全能性,———————[課堂歸納]—————————,[關(guān)鍵語句]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)受體對移植胚胎基本不發(fā)生免疫排斥是早期胚胎在受體內(nèi)

18、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供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。5．胚胎分割的對象是桑椹胚或囊胚，在對囊胚分割時(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的一類細(xì)胞，簡稱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

19、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，保存品種資

20、源和瀕危物種解析：胚胎必須進(jìn)行冷凍保存，常溫下無法長期保存胚胎。,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?yàn)檫@些小牛的遺傳物質(zhì)來自同一受精卵，這是通過胚胎分割移植產(chǎn)生的。,答案：C,4．下列過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是(　　)A．對供體、受體要進(jìn)

21、行選擇B．要用激素對供體進(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)中的過程在胚胎移植中沒有必要進(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，請據(jù)圖回答：,(1)胚胎移植對供體母牛

22、、供體公牛、受體母牛的要求分別是________、________、________。(2)牛胚胎移植程序中，對供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理的目的是___________________________________________。(3)③對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。(4)④胚胎移植過程一般有________和________兩種方法。(5)沖卵的生理基礎(chǔ)是__________

23、_____________________________________________________________________________。,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