專題3-3.3-胚胎工程的應用及前景

1、一、胚胎移植1．概念將雌性動物體內的 ，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，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。2．地位胚胎移植是胚胎工程其他技術的 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)良個體的 。,繁殖潛力,5．基本程序,6．實質早期胚胎在 條件下空間位置的轉移。

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，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。所得后代遺傳物質 。2．原理：細胞的 。3．胚胎分割時應注意的幾個問題(1)選擇胚胎：分割時應選擇 、形態(tài)正常的 或 。(2)分割：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將 .均等分割。(3)所需主要儀器：實體顯微鏡

3、和 。,相同生理環(huán)境,機械,早期胚胎,完全相同,全能性,發(fā)育良好,桑椹胚,囊胚,,內細胞團,顯微操作儀,三、胚胎干細胞1．概念是由 或 中分離出來的一類細胞，簡稱ES或EK細胞。2．特點(1)在形態(tài)上：表現為 、 、 。(2)在功能上：具有發(fā)育的 。(3)在體外培養(yǎng)條件下：ES細胞可以只增殖而不 ，因此可

4、以對它進行 或 。,早期胚胎,原始性腺,體積小,細胞核大,核仁明顯,全能性,分化,冷凍保存,遺傳改造,3．應用(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,細胞分化,發(fā)生和發(fā)育,一、胚胎移植閱讀教材P74～76，結合圖3－16、3－17，探討回答下列問題：1．試分析胚胎移植技術中胚胎的來源及生殖方式。,2．胚胎移植的受體應具備哪些條件？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)省購買種畜的費用；(3)一胎多產；(4)保存品種資源和瀕危物種；(5)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體

6、的繁殖潛力。二、胚胎分割與胚胎干細胞閱讀教材P78～P79，結合圖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。處理的時期是桑椹胚期或囊胚期，因為此時還未出現細胞的分化。,2．結合胚胎分割的發(fā)展簡史，想一想早期胚胎能不能無限分割。提示：不能。實踐證明，采用胚胎分割技術產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．囊胚期的內細胞團有何功能？對

7、囊胚階段的胚胎進行分割時要注意什么？為什么？提示：內細胞團在囊胚階段才出現，它將來發(fā)育成胎兒的各種組織。對囊胚階段的胚胎進行分割時要注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,4．觀察圖示，回答問題：,(1)囊胚細胞出現________和________。內細胞團將來發(fā)育成胎兒的________，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成________等。(2)出現囊胚腔，是胚胎內部一個含有液體的囊腔。(3)胚胎干細胞的來源：在

8、人胚胎發(fā)育早期的________中未分化的細胞。(4)胚胎干細胞的特點：具有________能力并保持________狀態(tài)，在一定條件下可分化為各種____________；易于進行基因改造操作。提示：(1)內細胞團　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)應用胚胎工程技術可以培育出“試管牛”。試管牛的培育需經過體外受精、______________、_________

9、_____以及在母體中發(fā)育和產出等過程。(2)在“試管牛”的培育過程中，要使精子和卵母細胞在體外成功結合，需要對精子進行處理，使其________。另外，培養(yǎng)的卵母細胞需要發(fā)育至減數第二次分裂的中期，該時期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細胞和________。,,,(3)通常奶牛每次排出一枚卵母細胞，采用激素處理可使其一次排出多枚卵母細胞，常使用的激素是__________。(4)胚胎移植前對供、受體母牛要進行____________。

10、為胚胎在受體體內存活提供可能的基礎是指受體對外來的胚胎基本上不產生　。,[解析]　(1)“試管牛”是通過在試管中進行體外受精，然后將受精卵進行胚胎培養(yǎng)，將獲得的胚胎再利用胚胎移植技術植入母體內，在母體內發(fā)育和產出牛個體的過程。(2)為使精卵成功結合需要對精子進行獲能處理；卵母細胞發(fā)育至減數第二次分裂中期的細胞為次級卵母細胞或第一極體。(3)促性腺激素能夠作用于卵巢細胞使其產生更多的性激素從而促進卵母細胞的生成。(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存活，必要的條件是不能和受體產生免疫排斥反應。[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,,,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、細胞或者個體，如植物的組織培養(yǎng)。動物的克隆指細胞核移植，通過離體培養(yǎng)重新表達細

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形成重組細胞發(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)科學家通過誘導黑鼠體細胞去分化獲得誘導性多能干細胞(iPS)，繼而利用iPS細胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下：,,,(1)從黑鼠體內獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為________，培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至鋪

13、滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現象稱為________。(2)圖中2－細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內獲得，該過程稱為________；也可從灰鼠體內取出卵子，通過________后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過________技術移入白鼠子宮內繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用________方法保存。(4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iP

14、S細胞進行定向________后用于疾病的細胞治療。,,,【研析】　本題主要考查動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植等有關知識，意在考查識記和理解應用能力。具體解題過程如下：,,,[審]——提取信息,信息a：由設問(1)對黑鼠體細胞的初次培養(yǎng)可知其稱為原代培養(yǎng)。信息b：由設問(2)從灰鼠輸卵管內獲得2－細胞胚胎可知此過程為沖卵技術。信息c：由設問(3)重組囊胚移入白鼠子宮內可知此項技術是胚胎移植化用于疾病的細胞治療。信息d：由設問(4)“iPS

15、與ES細胞同樣具有發(fā)育全能性”可推得對其進行定向誘導分化。,[析]——解讀信息,解讀信息a：動物組織用酶處理成單個細胞后進行的初次培養(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胞，可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。,,[答]——解題規(guī)范,設問(2)：第二個空填的正確答案“體外受精”來自一個關鍵語句“灰鼠體內取出”，答為

16、“受精”不給分。設問(4)第一個空：囊胚本身就是早期的胚胎，而其內細胞團具有發(fā)育的全能性，其他部分細胞則不具備此特性，因此答“早期胚胎”不恰當。設問(4)第二個空：前面有一個關鍵詞“定向”，這決定了這個答案只能填“誘導分化”，不能填“誘導分裂、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)內細胞團　誘導分化,[網絡構建]

17、 填充：①內細胞團?、谑占、凵ｉ┡呋蚰遗?④－196℃ 的液氮?、菰嫉男韵佟?⑥細胞核大 ⑦具有發(fā)育的全能性,———————[課堂歸納]—————————,[關鍵語句]1．胚胎移植實際上是生產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(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

18、存活的理論基礎。(3)供體胚胎可與受體子宮建立生理和組織上的聯系，為胚胎在受體內發(fā)育提供了可能。3．為促進供體多排卵，應用促性腺激素進行超數排卵處理。,4．一般選取孕激素對供、受體進行同期發(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，應注意將內細胞團均等分割。6．胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，簡稱ES或EK細胞，表現為體積小、細胞核大、核仁明顯等特征，具有發(fā)育的全能性。,1．下列技術屬于胚胎

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才能獲得試管動物。,答案：C,2．關于胚胎移植優(yōu)點的敘述，錯誤的是(　　)A．使良種畜群迅速擴大，加速育種工作和品種改良B．克服了時間與地域的限制，大量節(jié)省購買種畜的費用C．一次給受體移入多個胚胎，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：胚胎必須進行冷凍保存，常溫下無法長期保存胚胎。,答案：D,3．表現型不同的母牛生育出基因型相同的小牛，產生這一結果最可能的原因是(　　)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，是因為這些小牛的遺傳物質來自同一受精卵，這是通過胚胎分割移植產生的。,答案：C,4．下列過程在胚胎移植中沒有必要進行的是(　　)A．對供體、受體要進

21、行選擇B．要用激素對供體進行超數排卵處理C．供體和受體要進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應D．胚胎移植常采用手術法和非手術法兩種方法解析：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，所以C選項中的過程在胚胎移植中沒有必要進行。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行超數排卵處理。胚胎移植常采用手術法和非手術法。,答案：C,5．如圖為牛胚胎移植示意圖，請據圖回答：,(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行同期發(fā)情處理的目的是___________________________________________。(3)③對胚胎進行質量檢查時，胚胎應發(fā)育到________或________階段。(4)④胚胎移植過程一般有________和________兩種方法。(5)沖卵的生理基礎是__________

23、_____________________________________________________________________________。,解析：胚胎移植時，所用的供體母牛、供體公牛均為優(yōu)質牛，受體母牛為普通牛即可。胚胎移植時供體和受體母牛必須處在相同的發(fā)情期，通常用激素進行處理，這樣可使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致。對胚胎進行質量檢查時，胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。胚胎移植一般有手術法：引出受體子宮和卵巢