北师大版选修3 2.2.3 胚胎分割技术和胚胎干细胞核移植技术 课件（47张）.ppt

第3课时胚胎分割技术和胚胎干细胞核移植技术 5 囊胚期分割要求 内细胞团均等分割 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 胚胎分割 1 概念 用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚 四分胚甚至八分胚 经体内或体外培养后植入受体 以得到同卵双生或同卵多生后代的技术 2 定位 动物无性繁殖或克隆的方法之一 3 材料 发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 4 工具 分割针或分割刀 显微操作仪和实体显微镜 8 存在问题 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的 到目前为止 最常见的是经分割产生的同卵双胎 而同卵多胎成功的比例很小 6 胚胎分割的基本过程 将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中 在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎分割开 或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开 分割的胚胎或细胞直接移植给受体 或在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体内 着床发育产仔 7 意义 加快繁殖速度 胚胎分割的实质 是把一个胚胎分割成若干个相同的胚胎 所以这些胚胎来源相同 遗传物质相同 其性状也相同 它等同于同卵双生或同卵多生 再结合 超数排卵 的操作 就可以产生出许多类型相同 符合需要的优良仔畜 质疑解惑 合作探究 将雌性动物的早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 以下说法不正确的是 a 这里说的同 种 是指同一 物种 b 加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛 生出荷斯坦奶牛 说明移植成功c 同种动物之间的生理特征相近 进行胚胎移植易于成功d 哺乳动物发情排卵后 不管是否妊娠 同种动物生殖器官的生理变化都是一样的 巩固1 审题导析通过对胚胎移植定义的描述 重点考查了胚胎移植的生理学基础 解答本题的关键是充分理解生理学基础及其提供的便利条件或意义 解析雌性哺乳动物发情排卵后 不管是否妊娠 在一段时间内 同种动物生殖器官的生理变化是一样的 此外必须强调是在一段时间内 答案d 是动物 包括人 胚胎及某些器官中具有 和 潜能的原始细胞 具有重建 修复 或 组织 器官的功能 胚胎干细胞及其研究进展 1 干细胞概念 2 干细胞作用 自我复制 多向分 化 病损 衰老 1 干细胞 只能分化成 或 的细胞 如上皮组织基底层的干细胞 肌肉中的成肌细胞 2 干细胞 概念 具有分化成多种 或 的潜能 但却失去了发育成 的能力 如造血干细胞等 成体干细胞 存在于 和 组织中的多能干细胞 造血干细胞 主要存在于 中 应用于血液系统的疾病 先天性遗传病以及多发性和转移性恶性肿瘤的治疗 3 干细胞分类 一种类型 功能密切相关的两种 类型 多能 细胞 组织 完整个体 胎儿 儿童 成人 骨髓 脐血 外周血 专能 3 干细胞 能发育成 具有 的细胞 如胚胎干细胞 1 来源 囊胚中的 是 的细胞 可进一步 形成组织和器官 再逐步发育成个体 这些细胞具有 称为胚胎干细胞 2 特点 胚胎干细胞具有 能力并保持 状态 在一定的条件下可以向各种 和 分化 囊胚中的滋养层可继续发育为什么结构 提示胎膜和胎盘 4 胚胎干细胞 思维激活 全能 个体 全能性 内细胞团 未分化 分裂 分化 全能性 增殖 未分化 组织 器官 1 从体外培养的胚胎获得 2 从早期流产的胎儿中获得 3 从克隆的胚胎中获得 4 从成体中获得 1 概念胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 是具有自我更新和多向分化潜能的原始细胞 简称为es或ek细胞 1 干细胞可以通过以下四个途径获得 2 胚胎干细胞 质疑解惑 合作探究 2 特点 形态上 体积小 细胞核大 核仁明显 功能上 具有发育的全能性 即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞 另一方面 在体外培养的条件下 胚胎干细胞可以增殖而不发生分化 可进行冷冻保存 也可以进行遗传改造 白血病是一种血液肿瘤 目前最有效的治疗方法是给患者进行骨髓移植 这是因为骨髓中含有 a 全能干细胞b 多能干细胞c 骨髓基质细胞d 胚胎干细胞解析白血病最有效的治疗方法就是骨髓移植 因为骨髓中有多能干细胞能够产生多种血细胞 答案b 巩固1 下列对 人类胚胎干细胞 这一概念的理解 正确的一项是 a 人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团b 人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团c 人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘 肝 肺 骨骼 皮肤等的全能性细胞d 人类胚胎干细胞体积较小 细胞核大 核仁明显 巩固2 解析人类胚胎干细胞是人胚胎发育早期的囊胚中未分化的细胞 囊胚外表是一层扁平细胞 可发育成胚胎的支持组织如胎盘等 中心的腔称囊胚腔 腔内侧有内细胞团 内细胞团在形成内 中 外三个胚层时开始分化 内胚层分化形成肝 肺和肠等 中胚层分化形成骨骼 血液和肌肉等 外胚层分化形成皮肤 眼睛和神经系统等 由于内细胞团能发育成完整的个体 因而这些细胞被认为具有全能性 人类胚胎干细胞体积小 细胞核大 核仁明显 答案d 1 如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的 与 将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响 2 在研究新药对各种细胞的 试验中 提供了材料 大大减少了 所需动物的数量 从而降低了成本 3 胚胎干细胞研究为 提供 的材料 用于疾病治疗等 给人类带来全新的医疗手段 胚胎干细胞的应用和面临的挑战 1 胚胎干细胞的应用 分化 增殖 药理和毒理 新药研究 细胞或组织移植 无免疫原性 4 通过胚胎干细胞 结合 工程等还可以改良并创造动物新品种 培育出 的家畜品种等 1 通常要损毁早期胚胎才能获得胚胎干细胞 是生物发育的起点 是生命的开端 以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命是否值得 自从胚胎干细胞在1997年被分离出来后 各国政府和科学家就胚胎干细胞的应用展开了一场激烈的争论 它给 和 等方面带来的冲击是空前的 2 胚胎干细胞研究面临的挑战 基因 生长快 抗病力强 高产 受精卵 胚胎 法律 伦理 国家 社会安全 2 治疗性克隆的操作过程 受精卵置于培养基中 受精卵开始 继续 形成胚胎 取出 细胞 细胞被 生成各种细胞 用于治疗性克隆 3 胚胎干细胞具有 的潜能 极易 为其他细胞 分化细胞的 是一个瓶颈问题 对胚胎干细胞向不同组织细胞 的条件还不清楚 4 干细胞研究领域可归纳为 建立并完善维持胚胎干细胞体外 与定向 的体系 研究 或 胚胎干细胞的 与 及其调控机制 对被诱导分化细胞的性能 与 体外 重要的组织与器官 探索克服 等的技术与方法 另外 对于胚胎干细胞在组织原位 中的作用机制与原位 的探索 也将揭开 崭新的时代 分裂 胚胎干 自我分化 分化 增殖 定向分化 增殖 诱导分化 转基因 转核 分裂 诱导 增殖 分化 分析 重构 移植排异 再生修复 培养模式 再生医学 鉴 定 干 1 对人胚胎干细胞的研究 可以帮助人们理解复杂的人体发育过程 使人们深刻认识数十年来困扰着胚胎学家的一些基本问题 并促进对人胚胎发育细节的基础研究 从而揭示人与动物的发育机制及影响其发育的因素 2 在研究新药对各种细胞的药理和毒理试验中 胚胎干细胞可以为其在细胞水平上的研究提供试验材料 并且被用来揭示那些会干扰胎儿发育和引起出生缺陷的药物的致病机理 1 胚胎干细胞的应用 质疑解惑 合作探究 3 胚胎干细胞的研究和应用 会使人们更加深入地了解人的发育过程 还将给人类带来全新的医疗手段 从理论上说 任何涉及丧失正常细胞功能的疾病 都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗 治疗性克隆的基本方法和过程a 方法一受精卵置于培养基中 受精卵分裂 继续分裂形成胚胎 取出胚胎干细胞 干细胞被诱导生成各种细胞 组织 器官 用于治疗性克隆 b 方法二 优点a 通过自身干细胞诱导分化形成的组织 器官无免疫原性 移植后不发生免疫排斥反应 b 可以解决目前临床上存在的供体器官严重不足的问题 c 可以产生人体内具有特殊生理功能的稀有蛋白质 4 结合基因工程等还可以在试管中改良并创造动物新品种 培育出生长快 抗病力强 高产的家畜品种等 1 胚胎的安全性问题 获得胚胎干细胞通常要损毁早期胚胎 而受精卵是生物发育的起点 胚胎是生命的开端 以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命是否值得 并且 人早期胚胎的研究 可能导致克隆人 即生殖性克隆 的出现 这些都给法律 伦理 国家和社会安全等方面带来规模空前的冲击 2 对胚胎干细胞的体外培养条件的优化仍需进一步研究 胚胎干细胞无论是在体内还是体外都具有自我分化的潜能 极易分化为其他细胞 虽然在体外培养条件下防止干细胞分化方面已取得重大进展 但仍需进一步优化研究 2 胚胎干细胞的研究主要面临的挑战 3 对胚胎干细胞向不同组织细胞 定向分化 的条件还不清楚 理论上讲 胚胎干细胞可以分化成各种组织细胞 形成各种器官 但该 定向分化 的条件 机制目前还不清楚 从而限制了胚胎干细胞的临床应用 4 分化细胞的增殖是一个瓶颈问题 5 创造一种 万能供者 细胞 需要破坏或改变细胞中的许多基因 其可行性仍不清楚 胚胎干细胞的应用价值不包括 a 可用于治疗人类的肝衰竭 少年糖尿病等b 可以培育出人造组织 器官c 可作为研究体外细胞分化的理想材料d 可以治疗人类的阑尾炎 过敏反应等解析胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性 可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞 可以治疗人类由于细胞坏死 退化或功能异常引起的疾病 如肝衰竭 少年糖尿病等 阑尾炎是阑尾感染引起的疾病 过敏反应是免疫反应过程 在过敏原的刺激下引起的疾病 答案d 巩固3 1 生物伦理及其原则生命科学的发展必须接受生物伦理的规范和制约 生物伦理是指在生命科学研究和技术应用中应当遵循的道德标准 生物伦理的四大基础原则是 自主 不伤害 善行和公正 自主是指尊重人的尊严 价值 尊重实验对象 任何试验必须取得他们自愿 自行的同意 不伤害是指一种研究不能对实验人群 实验者造成伤害 善行是指生命科学要为人类造福 使每一个人都健康和幸福 公正包括资源分配的公正 利益分享的公正和风险承担的公正 2 克隆技术引发的伦理问题 3 生物技术中的伦理问题 下列有关生物伦理的说法 不正确的是 a 生命科学的发展必须接受生物伦理的规范和制约b 实施生命科学研究必须遵循 自主 不伤害 善行和公正的原则c 关注生物伦理问题 就是完全限制生命科学的发展d 对于生物技术应科学地控制 合理地使用 使它的发展对人类最有益解析关注生物伦理问题 并不是完全限制生命科学的发展 对于生物技术 人类所面临的关键问题是如何科学地进行控制 并合理地使用 使它的发展对人类最有益 答案c 巩固4 下列有关克隆人的说法 错误的是 a 克隆人是一种无性生殖方式b 克隆人证明了人体细胞细胞核具有全能性c 在现有克隆技术条件下 成功率为100 d 克隆人和供体并不完全一致解析克隆是一种无性繁殖 将人体体细胞核移植到去核的卵细胞中 然后将其在体外卵裂成的胚胎移植到母体子宫中 便能发育成克隆人 因此克隆人证明了人体细胞细胞核具有全能性 但克隆人和供体并不完全一致 还要受细胞质中少数遗传物质的控制 同时要受环境的影响 现有克隆技术尚不成熟 答案c 巩固5 下图所示为人类 治疗性克隆 的大概过程 请据图作答 例1 热点考向示例 示例一胚胎干细胞的应用 1 人类 治疗性克隆 的基础技术是胚胎工程中的 技术 2 胚胎干细胞的特点是 3 治疗性克隆 的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团或胎儿的 中分离得到的一类细胞 4 相同的胚胎干细胞 克隆 的结果各种各样 如有的是胰岛细胞 有的是血细胞 有的是心肌细胞 究其本质原因是基因 的结果 上述 克隆 过程是建立在胚胎干细胞的 和 的基础上的 胚胎干细胞培养 体积小 细胞核大 核仁明显 全能性 囊胚 原始性腺细胞 选择性表达 分裂 分化 5 若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植 且图中患者是a型血 iai 提供卵细胞的女性是ab型血 iaib 则骨髓移植成功后患者的血型是 型 6 科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞 而不直接用体细胞进行细胞培养 7 按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是 a 卵细胞体积大 含养分多 并含有控制细胞核基因程序性表达的物质 解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题 思维导图 深度剖析 1 治疗性克隆 涉及核移植 细胞培养等技术 其中动物细胞培养是基础 2 胚胎干细胞的特点是体积小 细胞核大 核仁明显 3 治疗性克隆 的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的内细胞团或胎儿的原始性腺细胞中分离得到的一类细胞 4 克隆是利用胚胎干细胞形成各种各样的细胞 细胞分化的实质是基因的选择性表达 上述 克隆 过程是建立在胚胎干细胞的分裂和分化的基础上进行的 5 血型性状由核基因控制 核移植后培育出的人的血型是由核供体的基因所决定的 6 由于克隆器官是由自身细胞培育而成 细胞表面的糖蛋白相同 因而不会发生移植免疫排斥 下列有关生物技术安全和伦理问题的观点 不合理的是 a 对于转基因技术 我们应该趋利避害 理性看待b 我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆c 我国不发展 不生产 不储存生物武器 并反对其扩散d 对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权思维导图 例2 示例二生物技术中的伦理问题 深度剖析我国政府对克隆的态度是禁止生殖性克隆 不反对治疗性克隆 答案b 胚胎干细胞具有全能性 通过核移植等技术 可以获得病人所需的正常组织 器官等 开辟了治疗性克隆的新途径 技法必备 治疗性克隆 医学上常用器官移植来治疗人类的某些疾病 而利用人类胚胎干细胞可以解决器官移植中的很多问题 分析以下材料回答问题 能力展示 1 上述组织器官的获得所依据的生物学原理和生物工程技术是 2 囊胚内的哪部分细胞是胚胎干细胞 其形态特点是 从细胞水平上看 卵裂的分裂方式是 3 过程x称为 指的是 指的是 它在胚胎发育过程中可以发育成 4 这种方法与移植他人器官相比 其优点是 请说出一种胚胎干细胞的其他作用 动物体细胞核的全能性 治疗性克隆 包括核移植 早期胚胎培养 干细胞培养和定向诱导分化等 内细胞团 体积小 细胞核大 核仁明显 有丝分裂 细胞核移植 内细胞团 滋养层 胎膜 胎盘 可以解决临床上存在供体器官不足和移植后的免疫排斥反应等问题 用于研究细胞分化和细胞凋亡机理等 解析本题考查胚胎工程的知识 综合性较强 同时考查学生识图 分析问题 解决问题等能力 多选 下列关于人体干细胞的说法 正确的是 a 专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞b 多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能 但却失去了发育成完整个体的能力c 全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型 并进一步形成机体的所有组织 器官d 胚胎干细胞是全能干细胞解析本题考查干细胞的相关基础知识 答案abcd 1 随堂达标检测 下列有关胚胎干细胞的功能特性的叙述中 不正确的是 a 具有发育的全能性b 体外培养可以分化成各种组织 器官c 可以冷冻保存 也可以进行遗传改造d 不可以进行增殖解析胚胎干细胞功能特性主要有 具有发育的全能性 可分化为成年动物体内任何一种组织细胞 在体外培养的条件下 胚胎干细胞可以增殖而不发生分化 对它可以进行冷冻保存 也可以进行遗传改造 答案d 2 下列关于哺乳动物的胚胎干细胞的应用 不正确的是 a 利用胚胎干细胞可诱导分化形成新的组织细胞的特性 修复坏死或退化的细胞b 随组织工程技术的发展 将来可利用胚胎干细胞培育出人造器官c 目前人类已能利用胚胎干细胞治疗帕金森综合症 老年痴呆症等顽症d 胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料解析胚胎干细胞用于治疗人类某些顽症 目前在动物实验方面 已成功的治愈糖尿病 肝衰竭 心衰竭和成骨不良等疑难病症 但是还没有用于人类顽症的治疗 答案c 3 下列做法不符合伦理道德观念的是 a 基因检测疾病b 为生男孩而设计试管婴儿c 捐献骨髓而治病救人d 人类基因组计划解析为生男孩而设计试管婴儿 会打破自然的性别比例 不符合伦理道德观念 答案b 4 辽宁 宁夏理综 下图为哺乳动物的胚胎干细胞及