高中生物胚胎工程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 1 简述胚胎工程的理论基础 2 举例说出胚胎干细胞的移植 3 举例说出胚胎移植和胚胎分割的基本程序 4 举例说出胚胎工程的应用 一 二 三 一 胚胎移植1 概念胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎 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 使之继续发育为新个体的技术 2 胚胎移植的本质生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 一 二 三 3 胚胎移植的意义进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 1 通过胚胎移植 加速了育种工作和品种改良 2 在世界范围内 胚胎移植不受时间和地域的限制 大量节省了购买种畜的费用 3 在肉用家畜的生产中 一次给受体移入多个胚胎 可增加双胎和多胎的比例 4 利用胚胎冷冻保存技术 建立胚胎库 保存品种资源和濒危物种 一 二 三 4 胚胎移植的生理学基础 1 同种动物的供 受体的生殖器官的生理变化是相同的 为供体胚胎移入受体提供了相同的生理环境 2 哺乳动物的早期胚胎在一定时间内处于游离状态 为胚胎的收集提供了可能 3 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能 4 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响 一 二 三 5 胚胎移植的基本程序 1 对供 受体的选择和处理 用激素对供 受体进行同期发情处理 并用激素对供体母牛做超数排卵处理 2 配种或进行人工授精 3 对胚胎的收集 检查 培养或保存 进行冲卵 并对胚胎进行质量检查 这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段 4 胚胎移植 方法有手术法 非手术法 5 移植后的检查 检查受体母牛是否妊娠 一 二 三 二 胚胎分割1 概念胚胎分割是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 2 繁殖方式来自同一胚胎的后代的遗传物质相同 因此 胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一 3 胚胎分割所需的主要仪器设备 材料及用具 1 仪器设备 实体显微镜和显微操作仪 2 材料与用具 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 盛有操作液的培养皿 分割针或者分割刀 4 注意事项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进一步发育 一 二 三 三 胚胎干细胞1 概念哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞 是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 具有胚胎细胞的特性 2 特点 1 形态 体积小 细胞核大 核仁明显 2 功能 具有发育的全能性 3 在体外培养条件下 可以增殖而不发生分化 4 对它可以进行冷冻保存 也可以进行遗传改造 3 应用ES细胞可以用于治疗人类的某些顽疾 培育出人造组织器官 解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题 可以诱导分化为不同的组织细胞 为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段 一 二 三 目前 胚胎工程主要应用于哪方面 进行胚胎移植的优势是什么 提示 目前 胚胎工程主要应用于家畜的生产 进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 供体只产生具有优良遗传特性的胚胎 繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代 大大缩短了供体的繁殖周期 使供体生产下相当于自然繁殖十几倍到几十倍的后代 大大推动了畜牧业的发展 一 二 三 四 五 一 胚胎移植中供体公 母牛和受体母牛的选择依据及对供体和受体母牛进行同期发情处理的原因供体公 母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体 而受体母牛必须具有正常的孕育 生殖后代的能力 用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵 这样就可以通过受精作用获得较多的胚胎 一般用激素处理供体母牛前 对供体和受体母牛进行同期发情处理 才能使它们的生理条件达到同步或一致 使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件 一 二 三 四 五 二 用胚胎移植繁育良种种畜的实用意义胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 具体表现为 缩短了供体本身的繁殖周期 同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代 可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量 迅速扩大良种畜群 加速育种和品种改良工作 经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换 代替活畜的引种或进出口 通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎 可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物 规律总结胚胎移植的实质胚胎移植成功率的高低与供 受体生理环境条件的一致程度密切相关 只有供 受体生理环境高度一致 移入受体的胚胎才能被接受 并继续发育 所以 我们可以把胚胎移植的实质概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 一 二 三 四 五 三 克隆 核移植 胚胎移植和试管婴儿的区别1 克隆 指无性繁殖 具体是指从一个共同的祖先通过无性繁殖的方法获得的一群遗传特性相同的细胞或者个体 即由一个细胞产生一个细胞群 由一个个体产生另一个个体或者许多个体 如植物的组织培养 动物的克隆就是指细胞核移植后通过离体培养使细胞重新表达全能性并发育为个体 2 试管婴儿 是体外受精和胚胎移植的产物 属于有性生殖 3 胚胎移植 哺乳动物的胚胎移植以良种牛的繁殖为例 用激素刺激母牛多排卵 体外受精 发育成早期胚胎 然后将胚胎移入经过激素处理可以接受胚胎植入的母牛体内使其孕育成小牛 一 二 三 四 五 四 胚胎分割的份数越多 操作的难度越大 移植的成功率越低的原因早期胚胎的体积很小 只有在显微镜下才能看到 分割的份数越多 每一份的细胞就会越小 不但难以做到均等分割 而且囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大 因此 分割的份数越多 技术的难度也会越大 移植后的恢复和发育的难度也会越大 移植成功率自然会降低 一 二 三 四 五 五 胚胎干细胞1 胚胎发育过程中不同干细胞的发育分化过程受精卵 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 一 二 三 四 五 2 三种干细胞的比较 一 二 三 四 五 特别提醒 各类干细胞在体外条件下培养 可以只增殖而不分化 理论上讲 ES细胞可以分化成各种组织细胞 可形成各种器官 但是 目前从ES细胞向不同组织 细胞定向 的特定条件还不是十分清楚 这限制了当前ES细胞的临床应用 题型一 题型二 题型三 题型一胚胎移植的基本程序 例1 培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙述正确的是 A 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D 丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 题型一 题型二 题型三 解析 分析图示可知 甲过程为卵母细胞的采集 一般用促性腺激素处理良种母山羊 使其超数排卵 故A项正确 乙过程为精子获能 卵母细胞的人工培养以及受精 获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精 并且精子是已经成熟的细胞 所以B项错误 丙过程为早期胚胎培养 在发育培养液中进行 故C项错误 丁过程是胚胎移植 是指将早期胚胎移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育 故D项错误 答案 A 题型一 题型二 题型三 题型二胚胎分割 例2 胚胎分割技术是一种现代生物技术 下列关于这一技术的叙述 正确的是 胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份 胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 胚胎分割技术属于无性生殖 因此属于克隆 胚胎分割可以分割任意时期的胚胎A B C D 解析 胚胎分割是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 但不能任意分割成多份 因为分割过多可造成不能发育成新个体 由于胚胎分割获得后代的过程是无性生殖 属于克隆 答案 B 题型一 题型二 题型三 题型三胚胎干细胞的特点及应用 例3 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述 正确的是 A 人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞 也指成人身上的成年干细胞B 胚