人教版生物必修講義胚胎工程的應(yīng)用及前景1高考總復習

1、3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景,湛江產(chǎn)天價牛肉 千元一斤有錢還難買,新聞,日本神戶牛肉（雪花牛肉）,這就是和牛（又稱日本神戶牛），是當今世界公認的品質(zhì)最優(yōu)秀的良種肉牛，國內(nèi)市場每公斤能售出2000多元人民幣的天價。,如何將這種優(yōu)質(zhì)的牛進行快速、大量的繁殖呢？,一、利用體細胞核移植技術(shù)進行克隆。,二、利用體外受精和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)進行繁殖。,一、胚胎移植,1.胚胎移植概念,將雌性動物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生

2、理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的技術(shù)。,雌性動物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎。,提供胚胎的個體。,接受胚胎的個體。,同種（同一物種）、生理狀態(tài)相同。,思考？1、準備移植的小牛胚胎，移植到任 何一頭母牛的子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎？2、供體與受體之間進行胚胎移植 會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？,2.胚胎移植的生理學基礎(chǔ),請認真閱讀課本P76，思考討論：(1)胚胎移植的生理學基礎(chǔ)的四點內(nèi)容是什么？(

3、2)在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？(3)有人認為胚胎移植實質(zhì)上是早期在相同生理環(huán)境條件下 空間位置的轉(zhuǎn)移。你認為這樣的概括正確嗎？,2.胚胎移植的生理學基礎(chǔ),同種動物的供體和受體排卵后，生殖器官的 是相同的。,生理變化,為供體的胚胎移入受體提供相同的

4、 。,生理環(huán)境,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，而是處于 狀態(tài)。,為胚胎的收集提供了可能,游離,受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生 。,免疫排斥反應(yīng),供體胚胎可與受體子宮建立正常的 和 聯(lián)系，但其

5、 不受影響。,生理,組織,遺傳特性,為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能,為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障,思考與討論:1、在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？,應(yīng)對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步后一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與

6、否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時間一致。同時還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮對應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。,正確。,胚胎移植成功與否要有兩個條件（1）胚胎移植一般應(yīng)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。,3、胚胎移植的基本程序,請認真閱讀課本P77，圖3-19，思考討論：（1）胚胎移植的基本程序包括哪些？（2）每一步技術(shù)操

7、作的作用如何？（3）為什么要進行這些操作？,3、胚胎移植的基本程序,（1）對供體、受體進行選擇,供體： 遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體；受體： 健康和正常繁殖能力的個體處理： 同期發(fā)情具體做法： 注射相關(guān)激素。,（2）超數(shù)排卵處理具體做法： 注射促性腺激素,（3）配種或人工授精,精子來源： 同種優(yōu)良的雄性動物。,（4）胚胎的收集,在配

8、種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。 沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎？,不是，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來。,（5）對胚胎進行質(zhì)量檢查,你知道檢查的目的嗎？此時胚胎處于什么時期？,,檢查胚胎的發(fā)育狀況，處于桑椹胚或囊胚,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的條件是什么？胚胎為什么在此條件下保存？,（7）胚胎的移植,方法一：手術(shù)法具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。

9、方法二：非手術(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。,（8）對受體母牛進行是否妊娠的檢查,（9）受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期發(fā)情處理……,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié)：,遺傳性能優(yōu)秀,健康有正常繁殖能力,同種遺傳性能優(yōu)秀,同期發(fā)情處理,胚胎移植,超數(shù)排卵,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期

10、發(fā)情處理……,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié)：,請閱讀課本P75、圖3-17“胚胎移植的現(xiàn)狀和意義”，自由思考討論，發(fā)表自己的觀點?？偨Y(jié)出胚胎移植的意義。,4、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義,1)加速育種工作和品種改良；2)大量節(jié)省購買種畜的費用；3)一胎多產(chǎn)；4)保存品種資源和瀕危物種；5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛能縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)

11、量。,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期發(fā)情處理……,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié)：,1.下列對于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是（ ）A.供體母牛必須是同一物種的良種B.受體母牛必須是同一物種的良種C.供體公牛必須是同一物種的良種D.受體母?？梢允峭晃锓N的一般健康牛,B,練習,練習,2.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯

12、誤的是（ ）A.受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行,A,D,3.供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連，并通過胎盤與受體的血液進行物質(zhì)交換。以下說法正確的是（ ）A.受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B.受體與胚胎血型應(yīng)相同，否則會 發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

13、C.受體與胚胎血液混融在一起D.胚胎心肺功能都能正常運行,A,二、胚胎分割 閱讀課本，思考以下問題：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特點（3）胚胎分割的理論基礎(chǔ)（4）胚胎分割操作過程,1.概念: 采用顯微手術(shù)（機械方法）的方法將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(shù)。,2.特點： 后代具有相同的遺傳物質(zhì)，

14、因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。3、理論基礎(chǔ) 動物胚胎細胞的全能性。 所以胚胎分割的時期為： 囊胚或桑椹胚。,4、選擇的胚胎： 發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要儀器： 實體顯微鏡和顯微操作儀。6、具體操作 用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預(yù)先準備好的空透明帶中

15、，或直接將裸半胚移植給受體。,,胚胎分割移植的顯微操作,7、操作注意事項： ①對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割。 原因：內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，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胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移植的成

16、功率也越低。早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細胞數(shù)會越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團細胞所受的影響會更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會越大，移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。,8、胚胎分割技術(shù)的缺陷（1）剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；（2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。,9、胚胎分割技術(shù)的應(yīng)用

17、: 為轉(zhuǎn)基因技術(shù)、性別控制技術(shù)提供活胚材料。,三.胚胎干細胞,閱讀課本，思考以下問題：（1）什么是胚胎干細胞？ 簡稱是什么？（2）胚胎干細胞的來源。（3）胚胎干細胞的特性。（4）胚胎干細胞的應(yīng)用。,1.概念： 簡稱ES或EK細胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。,2.特點:（1）形態(tài)： 體積小.細胞核大,核仁明顯；（2）功能：

18、 具有發(fā)育的全能性.可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞.體外培養(yǎng)可增殖不分化；（3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。,干細胞的分類： （1）全能干細胞 （2）多能干細胞 （3）專能干細胞,3.主要用途 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，說說胚胎干細胞有什么具體用途？,（1）治療人類的某些頑癥。 人類由于細胞壞死、退化或功

19、能異常引起的疾病，如帕金森綜合癥、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學上尚未攻克的頑癥。利用ES細胞可以誘導分化形成新的組織 細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導分化出的某些組織細胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。,（2）培育出人造組織器官，用于器官移植 隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，還可以培育出人造組織

20、器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。,（3）ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料。 ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。,誘導因子：誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。,4.利用胚胎干細胞治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的重要原因是（ ） A.細胞分裂 B.細胞特化 C.細胞分化 D.細胞增殖,C,體細胞核移植的過

21、程,供體體細胞,,細胞培養(yǎng),體細胞,卵巢卵母細胞,,MII期卵母細胞,,去核,無核卵母細胞,,,,注入,,,,細胞融合,重組細胞,,重組胚胎,,胚胎移植,代孕母體,,生出與供體遺傳物質(zhì)相同的個體,發(fā)育,理論基礎(chǔ)：動物細胞核的全能性,,采集良種母牛的卵母細胞,,卵母細胞的體外培養(yǎng),采集良種公牛精子,,精子體外獲能,體外受精,,良種牛受精卵,,胚胎移植,受體牛,,良種犢牛,“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖,良種牛體外受精胚胎,,,4、胚胎移

22、植的基本程序 閱讀課本，說出胚胎移植的基本程序包括哪幾個步驟？,供體、受體的選擇和同期發(fā)情處理,配種或進行人工授精,胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存,胚胎移植,移植后的檢查,,,,,完成課本P81頁探究1的流程圖，并思考問題。,1.應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？在②中，為什么用促性腺激素處理供體母牛？在此之前，需要對供體和受體母牛進行同期處理嗎？,2.在流程圖中，哪一步需要進行沖卵？沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎？