生物（人教版选修3）课件3.3胚胎工程的应用及前景

专题三胚胎工程3．3胚胎工程的应用及前景1．掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。2．了解胚胎分割的应用意义。3．掌握胚胎干细胞的概念和分离途径。一、胚胎移植1．概念(1)移植对象：雌性动物体内的

，或者通过___________及其他方式得到的胚胎。(2)移植条件：

、

相同的其他雌性动物的体内。早期胚胎体外受精同种的生理状态提供胚胎接受胚胎3．在胚胎工程中的地位：胚胎移植是胚胎工程其他技术的

一道“工序”。4．胚胎移植的意义(1)充分发挥雌性优良个体的

。(2)大大缩短了供体本身的

，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。最后繁殖潜力繁殖周期5．胚胎移植的生理学基础生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的

是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的__________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，而处于

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

和

联系，但其

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生理变化生理环境游离生理组织遗传特性1．胚胎移植过程中，对供受体的选择，有哪些要求？提示：供体需要遗传性能和生产性能优秀，受体要求有健康的体质和正常繁殖能力。机械早期胚胎同卵双胎多胎遗传物质无性繁殖克隆2．主要仪器设备：

和

。3．操作程序(1)选择胚胎：选择发育良好、形态正常的

或

，将其移入盛有

的培养皿中。(2)分割胚胎：用

或

将胚胎切开，吸出其中的

，注入预先准备好的

中，或直接将

移植入受体。实体显微镜显微操作仪桑椹胚囊胚操作液分割针分割刀片半个胚胎空透明带裸半胚三、胚胎干细胞1．来源由

或

中分离出来的一类细胞。2．特点(1)形态上：

小、

大、

明显。(2)功能上：具有发育的

。(3)体外培养条件下，可以只

而不

。对它可以进行冷冻保存，也可进行遗传改造。早期胚胎原始性腺体积细胞核核仁全能性增殖分化3．主要用途(1)用于治疗人类的

。(2)培育出

。(3)揭示

和

的机理。(4)用于哺乳动物的

和发育规律的研究。某些顽症人造组织器官细胞分化细胞凋亡个体发育2．用本人脐带血中干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病是否需要激发细胞的全能性？该治疗技术有何优势？提示：不需要移植本人的干细胞培育出的器官，由于是由自身的细胞培育成的，不发生免疫排斥反应，所以不用长期给他使用免疫抑制药物。一、胚胎移植1．胚胎移植的基本程序(1)供、受体的选择和处理(使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理)。(2)配种或人工授精。(3)胚胎收集(冲卵)、检查(胚胎发育到桑椹胚或囊胚)、培养或保存(－196℃的液氮)。(4)胚胎移植：手术法(引出子宫和卵巢将其注入)、非手术法(用移植管将其送入子宫)。(5)移植后的检查(是否妊娠)。

如图是胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程图，请回答下列问题：(1)在流程②中，要用________激素处理供体母牛，目的是________。(2)流程图中，第________(填序号)步要进行冲卵。(3)第⑧步中产生的犊牛与受体母牛的遗传性状是否一样？________________，原因是____________________________________________________________________。(4)用胚胎移植繁育良种奶牛属于哪类生殖方式？____________，该技术的意义是__________________________________________________。答案：(1)促性腺使供体母牛超数排卵(2)④

(3)不一样犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛，且胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响(4)有性生殖充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能【名师点睛】(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。(2)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。(3)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。(4)不同动物胚胎移植的时间不同①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。②人的体外受精胚胎，可在8个～16个细胞阶段移植。解析：“试管牛”不等同于“克隆牛”，前者为有性生殖，后者为无性繁殖。答案：B【特别提醒】(1)对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，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，甚至不能发育等问题。(2)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。

下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图完成下列问题：(1)填出图中字母所代表的结构名称：A________；B________；C________；D________。(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称：甲________；乙_______；丙_______。进行乙过程时，所取的样本是_______。(3)进行甲过程时，所使用的基本仪器是_______________，本过程的技术关键是________________。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物__________，__________上还存在着差异等；目前，成功率较高的是________，________成功的比例很小。(4)胚胎分割技术虽然在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在着差异等。实践证明采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，目前最常见的是经分割产生的同卵双胎，同卵多胎的成功比例较小。答案：(1)囊胚腔透明带滋养层内细胞团(2)胚胎分割做DNA分析性别鉴定胚胎移植滋养层(3)实体显微镜和显微操作仪将内细胞团均等分割(4)体重偏轻毛色和斑纹同卵双胎同卵多胎2．(江苏高考)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是(

)A．首先经超排卵处理后进行体外受精B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫解析：胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚，D错误。答案：D三、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2．干细胞的获得途径(1)从体外培养的早期胚胎获得；(2)从早期流产的胎儿获得；(3)从克隆的胚胎获得；(4)从成体获得。3．三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直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受精卵、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【特别提醒】(1)各类功能干细胞都具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(2)各类干细胞在体外条件下培养，可以只增殖而不分化。(3)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。

(2013山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培养出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为____________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_______________________。(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，这过程称为___________________________________，也可以从灰鼠体内取出卵子，通过____________后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过____________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用___________________________方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的______________分离培养获得，iPS与ES细胞同样具有发育的全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________________后用于疾病的细胞治疗。解析：本题考查了动物细胞培养、胚胎工程和胚胎干细胞的应用。从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养，分瓶后的为传代培养；培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为细胞的接触抑制；细胞胚胎可从灰鼠输卵管内冲卵获得；重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内，暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷冻保存；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。内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，可以作为干细胞的来源，iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。答案：(1)原代培养接触抑制(2)冲卵体外受精(3)胚胎移植冷冻(4)内细胞团分化【名师点睛】(1)干细胞的分类①按分化潜能分为：全能干细胞，如受精卵；多能干细胞，如ES细胞；专能干细胞，如造血干细胞。②按来源分：胚胎干细胞和成体干细胞。(2)胚胎干细胞的特点①形态方面：体积小、细胞核大、核仁明显。②功能方面：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。③在体外培养的条件下，ES细胞可以只增殖而不发生分化，可对其进行冷冻保存，也可进行遗传改造。C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育解析：分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于发育条件的不同，个体间也会存在形态学差异，C项错误。答案：C一、讨论1．在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？(教材P76)2．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。你认为这样的概括正确吗？(教材P76)提示：胚