人教版选修三 3．3　胚胎工程的应用及前景 学案.doc

33胚胎工程的应用及前景1简述胚胎移植的现状和意义。2.掌握胚胎移植的生理学基础及胚胎移植的基本程序。(重、难点)3了解胚胎分割的概念、意义及操作过程。(重点)4.了解胚胎干细胞的特性及应用。(重点)一、胚胎移植(阅读教材p74p78)1概念：指将雌性动物体内的早期胚胎或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体内，使之继续发育为新个体的技术。2实质：从过程看，实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。从结果看，是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。3在胚胎工程中的地位及意义(1)地位：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(2)意义：可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。4生理学基础及相应意义生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供了可能受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，且胚胎优良遗传特性得以保持5.基本程序方法：手术法和非手术法检查受体母牛是否妊娠二、胚胎分割(阅读教材p78p79)1概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，所得后代遗传物质相同。2仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。3特点：后代遗传物质相同。4操作程序(1)选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。(2)用分割针或分割刀片切开胚胎，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半胚移植入受体。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎dna分析性别鉴定。5注意事项：分割囊胚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进一步发育。三、胚胎干细胞(阅读教材p80p81)1概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称es或ek细胞。2.3应用(1)可以用于治疗人类的某些顽症。(2)可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。(3)是研究体外细胞分化的理想材料。(4)可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。 连一连 判一判(1)胚胎移植时，可以将早期胚胎移植到不同种的雌性动物的子宫内。()(2)(2018东北师大高二质检)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。()(3)进行胚胎移植时，对供体、受体要进行同期发情处理和超数排卵处理。()(4)桑椹胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。()(5)对桑椹胚分割移植时，应将内细胞团均等分割。()(6)(2018山东临沂高二检测)es细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。()胚胎移植如图为胚胎移植过程示意图，请据图探究以下问题：(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是优质母牛、普通母牛和优质公牛。(2)过程a为同期发情处理。(3)过程b是超数排卵，一般采用给母牛注射促性腺激素的方法。(4)过程c是胚胎移植。(5)胚胎移植的意义提高优良品种家畜的繁殖能力。加速品种改良。1胚胎移植的对象是早期胚胎，而不是受精卵。2供体公、母畜应该是具有人类所需优良遗传性状的个体，而受体母畜必须具有正常的孕育、生殖后代的能力。3移植胚胎的来源及生殖方式(1)核移植无性繁殖(2)体外受精有性生殖(3)体内受精冲卵移植有性生殖(4)基因工程转入目的基因的受精卵胚胎移植转基因动物有性生殖4胚胎移植成功与否的两个重要条件(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同供、受体雌性动物的发情时间一致；移入受体子宫内胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。1(2018河北涿鹿中学高二期中)梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是()供体超数排卵配种胚胎收集_胚胎移植子代梅花鹿a过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂b过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提c过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚d过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性解析：选d。超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故a错误；过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故b错误；过程为“胚胎质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故c错误；过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故d正确。2如图表示牛胚胎移植的流程，其中表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是()a过程是注射相关激素，使供、受体同期发情b过程是注射促性腺激素，达到超数排卵c过程主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎d过程的主要目的是选择适合移植的胚胎解析：选c。图中过程表示对供、受体进行同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，a正确；过程是注射促性腺激素，达到超数排卵，b正确；过程主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，c错误；过程的主要目的是选择适合移植的胚胎，d正确。排卵、超数排卵和冲卵的含义(1)排卵：排卵是指从卵泡中排出卵子，排出的是初级卵母细胞或次级卵母细胞。(2)超数排卵：是指给供体母畜注射促性腺激素，使其发 情，一次排出比自然情况下多十几倍到几十倍的卵子，用于体外受精和早期胚胎培养。(3)冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。胚胎分割结合下图胚胎的分割过程探究以下问题：(1)选择胚胎：分割时应选择发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚。(2)分割：进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。(3)早期胚胎能不能无限分割？为什么？不能。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。(4)如要控制动物的性别，需要切取滋养层部分的细胞进行dna分析，来鉴定胚胎的性别。(1)分割要均等。分割囊胚的内细胞团时，一定要均等，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育。(2)分割份数不能过多。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越大，移植成功率降低。(3)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。1胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是()a胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份b胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎c胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆d胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎解析：选b。胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎，早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。2(2018郑州期中)如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()aa所表示的细胞不一定是受精卵细胞b图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段c应把移植到处于发情状态的母牛的输卵管中d图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术解析：选a。图中a所示的细胞不一定是受精卵，还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞，故a正确；图中a过程包括卵裂、囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段，故b错；应把移植到母牛的子宫中而不是输卵管中，故c错；图示中没有显示核移植的过程，故d错。胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同胚胎分割动物体细胞核克隆动物相同点都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植不同点胚胎的来源雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎通过核移植技术获得的重组胚胎遗传物质胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供起点经过受精作用形成的一个细胞经过核移植形成的一个细胞胚胎干细胞目前胚胎干细胞是胚胎工程的前沿课题之一，也是当今生命科学研究的热门课题之一。结合下图思考下列问题：(1)胚胎发育过程中不同干细胞发育过程：受精卵全能干细胞多能干细胞专能干细胞。(2)获取胚胎干细胞的主要途径有两条，即：从体外培养的早期胚胎中获得。从胎儿的原始性腺中获得。(3)饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。(1)试分析胚胎干细胞与癌细胞主要有什么区别？提示：干细胞与癌细胞遗传物质不同，干细胞的遗传物质没有发生基因突变。干细胞不仅能增殖，而且增殖的细胞还能正常分化。而癌细胞只能增殖，不能分化。(2)试分析滋养层细胞和饲养层细胞有何主要区别？提示：滋养层细胞：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层细胞最终发育成胎膜和胎盘。饲养层细胞：一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。三种干细胞的比较名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官甚至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症交汇点1细胞增殖(1)真核细胞增殖方式有三种：_、_和_。(2)分裂产生的子细胞有三种去向：_、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。交汇点2细胞分化科学家利用胚胎干细胞成功培育出心肌细胞，这一过程主要体现生物学原理是_，产生这一现象的根本原因是_。答案：交汇点1(1)无丝分裂有丝分裂减数分裂(2)继续分裂交汇点2细胞分化基因的选择性表达 1胚胎干细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是()a过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分的不同之处是不含有动物血清b过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开c过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化d早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分解析：选b。动物细胞培养液含有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，以及血清、血浆等天然成分；早期胚胎培养的培养液成分一般都比较复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等，a错误；成纤维细胞可抑制胚胎干细胞的分化，c错误；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，d错误。2(2018海南中学期末考试)科学家从哺乳动物早期胚胎中分离出一类胚胎干细胞(es细胞)，并进一步将es细胞诱导分化出某些组织细胞，如图所示：(1)过程获得的es细胞体积小，细胞核大、核仁明显，在功能上具有发育的_。(2)过程中相同的胚胎干细胞可产生多种多样的细胞，其本质是_。(3)获得的动物细胞的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至表面相互接触时停止分裂，这种现象称为_。在培养过程中，将细胞置于5% co2的气体环境中，co2的作用是_。为防止杂菌的污染，培养基中要加入一定的_。(4)科学家已能利用患者的体细胞去分化获得与es细胞功能相似的诱导性多能干细胞(ips)，人类有望利用ips细胞进行定向_后用于糖尿病、肝衰竭等疾病的细胞移植治疗，而不会发生_反应。答案：(1)全能性(2)基因的选择性表达(3)原代培养接触抑制维持培养基(液)的ph抗生素(4)诱导分化免疫排斥核心知识小结要点回眸答题必备 胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。 胚胎移