高中生物 3.3 胚胎工程的应用及前景课件 新人教版选修3.ppt

3 3胚胎工程的应用及前景 课程标准列举胚胎工程的应用实例 课标解读1 结合牛胚胎移植示意图 认真理解胚胎移植的生理基础 并能叙述胚胎移植的具体操作程序 2 根据胚胎发育各个阶段的特点 识记进行胚胎切割所需的仪器和注意事项 并能了解其实际意义 3 依据胚胎干细胞的分离途径 知道胚胎干细胞的分类 功能和具体用途 1 胚胎工程技术胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的 和 胚胎移植 胚胎分割 胚胎移植 体外生产胚胎技术 2 胚胎移植 1 概念 对象 雌性动物体内的或者通过其他方式得到的胚胎 移植条件 相同的其他雌性动物体内 供体 在胚胎移植中的个体 受体 在胚胎移植中的个体 地位 是胚胎工程的一道 工序 早期胚胎 同种的 生理状态 提供胚胎 接受胚胎 最后 2 胎胎移植的意义充分发挥雌性优良个体的 大大缩短了周期 增加供体一生繁殖后代的数量 3 胚胎移植的基本程序和方法 程序 供 受体的选择和 进行或人工授精 胚胎的 检查 或保存 方法 胚胎移植的方法有 4 胚胎移植的实质早期胚胎在相同生理环境条件下 繁殖潜力 供体本身的繁殖 处理 配种 收集 培养 胚胎移植及移植后的检查 手术法 非手术法 空间位置的转移 思维激活1 对于准备移植的小牛胚胎移植到任何母牛子宫内都能发育吗 提示不能 供体和受体母牛必须处于生理状态相同的条件下才能进行胚胎移植 并且受体母牛是健康的 1 胚胎移植过程 2 胚胎移植成功与否的两个条件 1 同种动物之间进行胚胎移植易于成功 这里的 同种 是指 同物种 2 供 受体生理状态要相同 应对供体和受体母畜进行同期发情处理 使它们的生理条件达到同步或一致 这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件 这是胚胎移植成功与否的关键 移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似 移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在 3 胚胎移植的意义 1 加速育种工作和品种改良 2 大量节省购买种畜的费用 3 一胎多产 4 保存优良品种资源和濒危物种 5 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 大大缩短了供体本身的繁殖周期 增加供体一生繁殖后代的数量 特别提醒 1 为胚胎在受体内存活提供可能的基础就是指受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 2 冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎 而不是冲出卵子 3 哺乳动物发情排卵后 不管雌性动物妊娠与否 都会产生黄体 并维持一段时间 称为黄体期 在这段时间里 同种动物的供 受体生殖器官的生理变化是相同的 4 不同动物胚胎移植的时间不同 牛 羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移植 小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植 人的体外受精胚胎 可在8 16个细胞阶段移植 巩固1 下图为胚胎移植过程示意图 请回答以下问题 1 胚胎移植对甲 乙 丙牛的要求分别是 和 丁牛为 2 过程 分别是 和 3 欲得到更多的后代牛丁 可将收集得到的胚胎进行 4 过程 常用 方法对甲牛进行处理 解析仔细观察图解 先判断出过程 分别为同期发情处理 胚胎移植和超数排卵 进一步确定对甲牛超数排卵处理的方法是注射促性腺激素 胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优质牛 受体牛为普通牛即可 答案 1 优质母牛普通母牛优质公牛有价值的后代 优质牛 2 同期发情处理胚胎移植 3 胚胎分割 4 注射促性腺激素 1 概念指采用方法将切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得的技术 2 主要仪器设备和 3 繁殖方式生殖 4 特点后代相同 胚胎分割 机械 早期胚胎 同卵双胎或多胎 实体显微镜 显微操作仪 无性 遗传性状 胚胎分割 5 操作程序 1 选择 形态正常的或 移入盛有的培养皿中 2 用分割针或分割刀将胚胎切开 吸出其中的半个胚胎 注入预先准备好的空中 或直接将移植入受体 分割囊胚时要将均等分割 此时还可用分割针分割 做胚胎dna分析 思维激活2 胚胎分割在什么时期进行 为什么要将内细胞团均等分割 发育良好 桑椹胚 囊胚 操作液 透明带 祼半胚 内细胞团 滋养层 性别鉴定 提示胚胎分割时的胚胎时期是桑椹胚或囊胚 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 要将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和发育 2 特点每个后代具有相同的遗传特性 3 胚胎的选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 过程 5 意义加快繁殖速度 提高了胚胎的利用率 特别提醒分割的份数越多 每一份的细胞数会越少 不但难以做到均等分割 而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大 因此 分割的份数越多 技术难度会越大 移植后的恢复和发育的难度会越大 移植成功率自然会降低 巩固2 下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤 下列叙述正确的是 a 胚胎移植可以定向产生基因突变b 可选择在桑椹胚期进行胚胎分割c 两个胚胎具有不同遗传物质d 可移植到任何母牛子宫内发育 解析该技术是胚胎分割移植技术 基因突变是不定向的 胚胎移植中不可能产生定向的基因突变 所以a错误 胚胎分割一般选择发育良好的桑椹胚或囊胚 b正确 分割后的胚胎具有相同的遗传物质 c错误 发育的胚胎 要移植到经过同期发情处理的同种母牛的子宫内发育 所以d错误 答案b 1 来源由或中分离出来的一类细胞 2 特点 1 在形态上表现为 2 在功能上 具有发育的 3 在体外培养条件下 可以只 而 可以对它进行冷冻保存 也可以进行遗传改造 胚胎干细胞 早期胚胎 原始性腺 体积小 细胞核大 核仁明显 全能性 增殖 不分化 胚胎干细胞 3 主要用途 1 用于治疗 2 培育出 3 揭示和的机理 4 用于哺乳动物的和的研究 思维激活3 用患者本人的干细胞诱导分化所得到的器官进行移植 其最大的优点是什么 提示用患者本人的干细胞诱导分化所得到的器官进行移植 最大的优势在于没有免疫排斥 人类的某些顽症 人造组织器官 细胞分化 细胞凋亡 个体发育 发育规律 1 干细胞概念动物 包括人 胚胎及某些器官内具有自我复制和多向分化发育潜能的原始细胞 这部分细胞未分化或未完全分化 一旦生理需要 它们可以按照一定的途径通过分裂 分化产生机体所需的细胞 2 干细胞的分类及特点 3 胚胎干细胞的应用价值es细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一 在基础生物学 畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值 1 es细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞 移植干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能 2 通过es细胞的体外诱导分化 定向培育人造组织器官 用于器官移植 解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题 3 es细胞是研究体外细胞分化的理想材料 4 es细胞还可用于对哺乳动物个体产生和发育规律的研究 特别提醒 1 培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系 这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长 同时还要抑制胚胎干细胞的分化 2 获得干细胞的主要途径 从体外培养的胚胎中获得 从早期流产的胎儿中获得 从克隆的胚胎中获得 从成体中获得 巩固3 根据以下材料 回答下列问题 细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力 最终衰老死亡 但机体在发展适应过程中 保留了一部分未分化的原始细胞 称为干细胞 一旦需要 这些干细胞就会按照发育途径通过分裂 分化而产生所需细胞 以保证局部损伤组织的修复 1 人工获得胚胎干细胞的方法是 将细胞核移植到去核的卵细胞内 经过一定的处理 使其发育到某一时期 从而获得胚胎干细胞 某一时期 最可能是 a 受精卵b 八细胞胚c 囊胚d 原肠胚 2 在全能干细胞的发育过程中 皮肤由 胚层发育而来 眼睛由 胚层发育而来 神经系统由 胚层发育而来 3 个体发育过程中最原始的细胞是 4 干细胞在临床上应用的最大优点是移植器官和患者之间无 反应 解析干细胞是尚未分化发育 能生成各种组织 器官的起源细胞 分为全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 受精卵是最原始的全能干细胞 随着胚胎发育的进行 细胞的分化程度越来越高 原肠胚时期达到分化的高峰 干细胞尚未开始分化 具有再生各种组织 器官的潜能 可以加以利用 为人类服务 人们寄希望于利用干细胞在体外繁殖出各种组织或器官 并最终用这些组织或器官移植来代替病变的组织或器官 答案 1 c 2 外 中外外 3 受精卵 4 免疫排斥 例1 下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程 请据图回答下面的问题 胚胎移植 1 请在上面的空格处将内容补充完整 2 胚胎移植的实质是 超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 3 从a到f中 适宜于牛的胚胎移植时期有 4 若一次给受体母牛移入多个胚胎 产生的多个后代基因型相同吗 为什么 深度剖析胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 适宜于胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚期 若一次给受体母牛移入多个胚胎 由于这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来 它们的基因型可能相同 也可能不同 因此性状也不一定相同 思维导图 答案 1 同期发情胚胎移植 2 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移促性腺激素 3 ef 4 不一定相同因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来 它们的基因型可能相同 也可能不同 例2 下图是牛胚胎分割示意图 请据图回答问题 胚胎分割 1 进行胚胎分割时 应选择发育到 时期的胚进行操作 2 指的是 3 通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是 4 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 应注意 思维导图 深度剖析本题考查胚胎移植的过程和注意事项 解题关键是能正确读图 析图 并理解胚胎分割的原理和注意事项 胚胎分割的时期应在细胞分化以前 所以 选取的胚应处于桑椹胚或囊胚期 经分割产生的个体来源于同一个细胞 其遗传物质相同 遗传性状也相同 胚胎分割要将囊胚的内细胞团均等分割 以免影响胚胎的恢复和进一步发育 答案 1 桑椹胚或囊胚 2 囊胚腔 3 具有相同的遗传物质 4 胚胎分割要将内细胞团均等分割 以免影响胚胎的恢复和进一步发育 温馨提示胚胎分割移植提高了胚胎的利用率 目前已在多种动物如小鼠 家兔 绵羊等中取得成功 但仍存在一些问题 如刚出生的动物体重偏低 毛