高中生物 探究導學課型 專題3 胚胎工程 3.3 胚胎工程的應用及前景同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt

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3.3 胚胎工程的應用及前景,探究1 胚胎移植 【研讀教材自主認知】 1.概念剖析: (1)供體:能提供_________或通過_________及其他方式得到的胚胎 的雌性動物。 (2)受體:_____的、_____________的其他雌性動物。 (3)結(jié)果:產(chǎn)生新個體。,早期胚胎,體外受精,同種,生理狀態(tài)相同,2.意義: (1)充分發(fā)揮_______________________。 (2)大大縮短了供體本身的_________,增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。 3.胚胎移植的生理學基礎(chǔ): (1)移入:同種動物的供、受體生殖器官的_________是相同的。為胚 胎提供相同的_________。,雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,繁殖周期,生理變化,生理環(huán)境,(2)收集:早期胚胎形成后,在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上 的聯(lián)系,為___________提供了可能。 (3)存活:受體對外來胚胎基本不發(fā)生_____________,為胚胎的存活 提供了可能。 (4)遺傳性:供體胚胎能與受體子宮建立正常的___________聯(lián)系,但 供體胚胎的_________不受任何影響。,胚胎的收集,免疫排斥反應,生理和組織,遺傳特性,4.胚胎移植的基本程序:,同期發(fā)情,超數(shù)排卵,人工授精,桑椹胚,囊胚,手術(shù),非手術(shù),是否妊娠,【小判斷】 (1)受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植。 ( ) 【分析】移植的胚胎應發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。 (2)胚胎移植時,受體的主要作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。 ( ) 【分析】受體的主要作用是妊娠和育仔。 (3)胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。 ( ) 【分析】同種生物之間的生理狀態(tài)差異較小,胚胎移植成功率較高。,,,√,2.胚胎移植的基本程序: (1)胚胎移植過程中,對供、受體的選擇有哪些要求? ①供體:_______________________。 ②受體:___________________________。,遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀,有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力,(2)胚胎移植過程中兩次使用激素,激素作用相同嗎? 提示:不同,第一次是用激素對受體和供體進行同期發(fā)情處理;第二次是用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。 (3)沖卵指的是沖出卵子嗎? 提示:不是。沖卵是指將供體母畜子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來,而不是把卵子沖出來。,(4)胚胎移植過程中需要進行幾次檢查?分別檢查什么? 提示:兩次檢查。第一次在沖卵后,對胚胎進行質(zhì)量檢查;第二次對受體母畜進行是否妊娠的檢查。 (5)結(jié)合前面所學內(nèi)容,總結(jié)胚胎移植中的胚胎來源有哪些。 提示:轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精、體內(nèi)受精。,【精講精析】移植胚胎來源及生殖方式 核移植 無性繁殖 體外受精 有性生殖 轉(zhuǎn)基因 有性生殖 體內(nèi)受精→沖卵→移植→有性生殖,【歸納總結(jié)】胚胎移植三個方面的注意事項 (1)胚胎移植的實質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。 (2)后代的遺傳特性:后代的遺傳特性是由供體決定的,受體母畜只是提供了胚胎發(fā)育的場所,不影響后代的遺傳特性。 (3)胚胎移植成功與否要有兩個條件。 ①胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。 ②進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,【過關(guān)小練即時應用】 1.通過胚胎移植技術(shù),可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是 ( ) A.對供體和受體母牛都要進行相同激素處理 B.受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進行 C.對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植 D.早期胚胎需移植到與供體生理狀態(tài)相同的代孕母牛體內(nèi),【解題指南】解答本題需要明確以下兩點: (1)供、受體生理狀態(tài)要相同,進行同期發(fā)情處理。 (2)代孕母牛的生理狀態(tài)要與供體相同。 【解析】選D。對供體和受體母牛要進行同期發(fā)情處理,但不一定是相同激素處理,A錯誤。受精和胚胎的早期培養(yǎng)可以在體內(nèi)進行,B錯誤。對沖卵獲得的早期胚胎檢查一般為桑椹胚或囊胚,合格后方可移植,C錯誤。早期胚胎需移植到與供體生理狀態(tài)相同的代孕母牛體內(nèi),D正確。,2.下圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發(fā)育過程,請據(jù)圖回答:,(1)請將上圖空格處的內(nèi)容補充完整:① ,② 。 (2)胚胎移植的實質(zhì)是 , 超數(shù)排卵技術(shù)是對供體母牛注射 。 (3)從A到F中,開始出現(xiàn)分化的時期是 ,適于牛的胚胎移 植的時期有 。(填字母),【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是: (1)理解胚胎移植的實質(zhì)是:早期胚胎在相同生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移。 (2)明確胚胎移植的時期是桑椹胚或囊胚期。 【解析】(1)供、受體母牛需進行同期發(fā)情處理。(2)胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。促性腺激素可促進超數(shù)排卵。(3)囊胚期的胚胎開始出現(xiàn)分化,胚胎移植的適宜時期為桑椹胚或囊胚期。,答案:(1)同期發(fā)情 胚胎移植 (2)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移 促性腺激素 (3)F E或F,【互動探究】 (1)圖示過程屬于哪種繁殖方式? 提示:有性生殖。 (2)若一次性給受體母牛移入多個胚胎,產(chǎn)生的后代基因型相同嗎?為什么? 提示:不一定相同,因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來,它們的基因型可能相同,也可能不同。,【規(guī)律方法】判斷胚胎移植是有性生殖還是無性生殖 胚胎移植的繁殖方式取決于胚胎是由受精卵發(fā)育而成的,還是由核移植技術(shù)形成的重組細胞發(fā)育而成的。若是由受精卵發(fā)育而成的,則為有性生殖,否則為無性生殖。,【補償訓練】胚胎移植過程中,對選擇的供、受體母牛用激素進行同期發(fā)情處理的原因是 ( ) A.防止受體牛不愿意接受胚胎 B.只有受體與供體的生理狀態(tài)相同,被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育 C.有效地避免受體母畜對外來胚胎的免疫排斥反應 D.提高卵子和精子受精能力 【解析】選B。保持受體母畜與供體母畜生理狀態(tài)的一致性是胚胎移植獲得成功的必要條件之一。,探究2 胚胎分割 【研讀教材自主認知】 1.概念:采用_____方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等, 經(jīng)移植獲得_____雙胎或多胎的技術(shù)。 2.儀器設(shè)備:主要是___________和顯微操作儀。,機械,同卵,實體顯微鏡,3.操作程序: (1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_____________,移入盛有_______的 培養(yǎng)皿中。 (2)用_________________切開胚胎,吸出半個,注入_________中,或 直接將裸半胚移植入受體。 (3)分割_____時要將_________均等分割。 4.局限:采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生_________的可能性有限,最常見的是 經(jīng)分割產(chǎn)生的_________,而同卵多胎成功的比例都很小。,桑椹胚或囊胚,操作液,分割針或分割刀片,空透明帶,囊胚,內(nèi)細胞團,同卵多胚,同卵雙胎,【小判斷】 (1)胚胎分割可看作是有性生殖。 ( ) 【分析】胚胎分割本質(zhì)是通過體細胞繁殖,所以屬于無性繁殖。 (2)進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育良好的囊胚或原腸胚。 ( ) 【分析】胚胎分割應選擇發(fā)育良好的囊胚或桑椹胚。,,,(3)胚胎分割實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低。 ( ) 【分析】實踐證明,胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的,到目前為止,最常見的是經(jīng)分割而產(chǎn)生的同卵雙胎,而同卵多胎成功的比例都很小。 (4)胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割。 ( ) 【分析】對囊胚階段的胚胎進行分割時,需將內(nèi)細胞團均等分割。,√,,【合作探究核心歸納】 1.胚胎分割的對象: 胚胎分割的對象是什么?選擇此時期的胚胎進行分割的原因是什么? 提示:桑椹胚或囊胚階段的胚胎。桑椹胚階段尚未出現(xiàn)細胞分化,具有全能性;囊胚階段的內(nèi)細胞團具有全能性。,2.胚胎分割的注意事項: (1)在選擇要分割的胚胎時,應注意什么問題? 提示:胚胎分割應選擇發(fā)育良好的囊胚或桑椹胚。 (2)在對囊胚進行分割時應注意什么問題? 提示:在對囊胚階段的胚胎進行分割時,要將內(nèi)細胞團均等分割。,(3)在胚胎分割時,能否無限分割?原因是什么? 提示:不能。分割份數(shù)越多,越難以做到均等分割,且每一份的細胞數(shù)目就越少,移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大,移植成功率會降低,得到的后代就越少。,3.胚胎分割動物與克隆動物的異同: (1)從胚胎來源上分析,胚胎分割動物和克隆動物相同嗎? 提示:不相同。胚胎分割的對象可能是在雌性動物體內(nèi)經(jīng)受精形成的早期胚胎,也可能是體外受精或其他方式得到的胚胎,而克隆的對象是經(jīng)體細胞核移植得到的重組胚胎。 (2)從后代核遺傳物質(zhì)上分析,胚胎分割動物和克隆動物生殖方式相同嗎? 提示:相同。兩者都屬于無性繁殖。,【歸納總結(jié)】胚胎分割兩個方面的注意事項 (1)對囊胚階段胚胎進行分割時一定要均分內(nèi)細胞團,若分割不均,會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育,少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問題。 (2)分割的份數(shù)越多,每一份的細胞數(shù)會越少,不但難以做到均等分割,而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團的細胞所受的影響會越大。因此,分割的份數(shù)越多,技術(shù)難度會越大,移植后恢復和發(fā)育的難度會越大,移植成功率自然就越低。,【過關(guān)小練即時應用】 1.(2015天津高二檢測)近年來發(fā)展起來的胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機,下圖為經(jīng)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)良奶牛的過程。相關(guān)說法正確的是 ( ),A.體外受精所需的成熟卵子可以從母體卵巢中直接獲取,但在受精前要對精子進行獲能處理 B.進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育到原腸胚時期的胚胎進行操作 C.胚胎分割的方法只能用分割針在顯微鏡下將胚胎均等分割成若干份 D.移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對外來胚胎幾乎不發(fā)生排斥反應,【解題指南】解答本題的思路是: 【解析】選D。從母體卵巢中得到的卵子還不成熟,要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具有與獲能精子結(jié)合的能力;進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期的胚胎進行操作;進行胚胎分割時,還可以采用分割刀片將胚胎切開;同一物種供、受體的生理狀況和生殖狀況相同,才能進行胚胎移植。,【補償訓練】關(guān)于胚胎分割技術(shù)的敘述,錯誤的是 ( ) A.胚胎分割操作在動物的子宮內(nèi)進行 B.用分割針或分割刀片對早期胚胎進行分割 C.分割后必須移植到受體子宮內(nèi)進一步完成胚胎發(fā)育 D.對囊胚進行分割時要注意將內(nèi)細胞團均等分割 【解析】選A。進行胚胎分割時,將早期胚胎移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中進行具體的操作。,2.下圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖,請據(jù)圖完成下列問題:,(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱:A. ;B. ;C. ; D. 。 (2)寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱: 甲 ;乙 ; 丙 。進行乙過程時,所取的樣本是__________ 。,(3)進行甲過程時,所使用的基本儀器是 ,本過程 的技術(shù)關(guān)鍵是 。 (4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中取得成功,但仍然存在一些問題, 如剛出生的動物 , 上還 存在著差異等;目前,成功率較高的是 , 成功的比例都很小。,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵: (1)明確胚胎發(fā)育各時期的特點。 (2)對囊胚階段胚胎分割時,要將內(nèi)細胞團均等分割。,【解析】(1)題圖表示牛的囊胚分割示意圖,囊胚內(nèi)有一個大的空腔——囊胚腔(A),囊胚外面包著透明帶(B),透明帶里面是囊胚的滋養(yǎng)層(C)和內(nèi)細胞團(D)。 (2)(3)胚胎分割所用的主要儀器是實體顯微鏡和顯微操作儀。進行胚胎分割時,要用分割針或分割刀片將胚胎切開,要注意將內(nèi)細胞團均等分割,以便于分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育;另一方面,根據(jù)需要,可以用分割針切去一小部分囊胚(不含內(nèi)細胞團),取其滋養(yǎng)層細胞,做DNA分析性別鑒定(乙),以便于獲得健康的個體或已知性別的個體。,(4)胚胎分割技術(shù)雖然在多種動物中取得成功,但仍然存在一些問題,如剛出生的動物體重偏低,毛色和斑紋上還存在著差異等。實踐證明,采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的,目前最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎,同卵多胎成功的比例都很小。,答案:(1)囊胚腔 透明帶 滋養(yǎng)層 內(nèi)細胞團 (2)胚胎分割 做DNA分析性別鑒定 胚胎移植 滋養(yǎng)層 (3)實體顯微鏡和顯微操作儀 將內(nèi)細胞團均等分割 (4)體重偏低 毛色和斑紋 同卵雙胎 同卵多胎,【互動探究】 (1)對上題圖中胚胎進行分割時,得到的后代性別會改變嗎?為什么? 提示:不會。胚胎分割是一種無性繁殖方式。 (2)上題中生物工程利用的技術(shù)是什么? 提示:胚胎分割和胚胎移植。,探究3 胚胎干細胞 【研讀教材自主認知】 1.概念:由_________或原始性腺中分離出來的一類細胞,簡稱ES或EK 細胞。 2.特點: (1)形態(tài)上:體積小、_______大、核仁明顯。 (2)功能上:具有_____________,即可分化為成年動物體內(nèi)任何一種 組織細胞;在體外可增殖而不發(fā)生_____;可冷凍保存;可進行_______ ___。,早期胚胎,細胞核,發(fā)育的全能性,分化,遺傳改,造,3.應用: (1)移植ES細胞,可修復壞死或退化部位,治愈糖尿病、肝(心)衰竭、 _________等病癥。 (2)ES細胞體外誘導分化,可培育_____________。 (3)ES細胞在牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等誘導因子作用下可向不同類型 的組織細胞_____。,成骨不良,人造組織器官,分化,【合作探究核心歸納】 1.胚胎干細胞的來源: 胚胎干細胞的來源有哪些?為什么可分化為動物體內(nèi)任何一種組織? 提示:①來源:從早期胚胎或原始性腺中分離出來。 ②原因:胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性。,2.胚胎干細胞的主要用途: (1)胚胎干細胞用于治療人類的某些頑癥的原理是什么? 提示:胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,可以被誘導分化形成新的組織細胞,經(jīng)移植可使壞死或退化部位得以修復并恢復正常功能。 (2)胚胎干細胞為什么可以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題? 提示:通過胚胎干細胞體外誘導分化,可以培育出人造組織器官,從而解決供體器官不足問題,另一方面,由于是自身細胞經(jīng)誘導分化形成的,所以無免疫排斥反應。,【歸納總結(jié)】三種干細胞的特點、來源及應用,【過關(guān)小練即時應用】 1.下列有關(guān)干細胞的敘述,錯誤的是 ( ) A.自體干細胞移植通常不會引起免疫排斥反應 B.胚胎干細胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導分化 C.組織細胞的更新包括細胞凋亡和干細胞增殖、分化等過程 D.造血干細胞具有分化出多種血細胞的能力,可用于治療白血病 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是明確胚胎干細胞具有全能性,不但能增殖,而且也能分化。,【解析】選B。自體干細胞不屬于異物,不會引起自身的免疫排斥反應,故A選項正確;胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,在體外培養(yǎng)可以增殖、分化形成新的組織細胞,故B選項錯誤;組織細胞的更新包括增殖、分化和凋亡過程,故C選項正確;造血干細胞具有分化出多種血細胞的能力,可以用于治療白血病,故D選項正確。,2.(2015衡水高二檢測)關(guān)于ES細胞的應用,敘述錯誤的是 ( ) A.可以用于治療由細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病 B.在體外誘導分化可培育出人造組織器官 C.是研究體外細胞分化的理想材料 D.不能用于治療糖尿病、肝衰竭等疾病,【解析】選D。通過誘導分化,胚胎干細胞可以用于治療細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病,A正確;胚胎干細胞可以分化出人造組織器官,用于器官移植,故B正確;胚胎干細胞是研究體外細胞分化的理想材料,C正確;胚胎干細胞可以用于治療糖尿病和肝衰竭等疾病。,