生物選修3胚胎工程課件

1、第三章　胚胎工程,一、受精作用與胚胎發(fā)育過(guò)程,二、體外受精和胚胎體外培養(yǎng),三、胚胎移植和胚胎分割,1.下列有關(guān)胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵發(fā)育而來(lái)B.利用某一胚胎的干細(xì)胞進(jìn)行核移植,產(chǎn)生的動(dòng)物雌雄各占1/2C.囊胚外表面的一層扁平細(xì)胞不斷增殖分化,發(fā)育成完整的胚胎D.在胚胎移植時(shí),受體母畜必須經(jīng)過(guò)免疫學(xué)檢驗(yàn)以防止排斥外來(lái)胚胎解析：用于移植的早期胚胎可通過(guò)核移植產(chǎn)生;利用某一胚

2、胎的干細(xì)胞進(jìn)行核移植,產(chǎn)生的動(dòng)物為同一性別;囊胚外表面的一層扁平細(xì)胞稱(chēng)為滋養(yǎng)層,是胚胎的附屬結(jié)構(gòu),胚外結(jié)構(gòu)由其發(fā)育形成,而內(nèi)細(xì)胞團(tuán)可不斷增殖分化,發(fā)育成完整的胚胎。胚胎移植時(shí),受體母畜只需與供體處于同期發(fā)情的生理狀態(tài)及健康即可。答案：A,2.下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.移植胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受受體的影響B(tài).胚胎干細(xì)胞具有體積大、細(xì)胞核小、核仁明顯等特點(diǎn)C.體外受精時(shí)采集的精子需放入培養(yǎng)

3、液中培養(yǎng)以達(dá)到獲能狀態(tài)D.胚胎分割是將早期胚胎切割成幾等份,最終產(chǎn)生同卵多仔后代的技術(shù)解析：移植胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受受體的影響;體外受精時(shí),采集的精子需放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)以達(dá)到獲能狀態(tài);胚胎分割是將早期胚胎切割成幾等份,最終產(chǎn)生同卵多仔后代的技術(shù);胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特點(diǎn)。答案：B,3.下列關(guān)于胚胎工程的相關(guān)敘述不正確的是(　　)A.哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植的成功率小于胚胎干細(xì)胞核移植B.誘導(dǎo)胚胎干細(xì)

4、胞分化成器官的培養(yǎng)基中不需要加入飼養(yǎng)層細(xì)胞C.胚胎干細(xì)胞是一類(lèi)未分化細(xì)胞,具有二倍體核型,可從早期胚胎中分離獲取D.胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割解析：哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核的全能性小于胚胎干細(xì)胞核,因此哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植的成功率小于胚胎干細(xì)胞核移植;在培養(yǎng)干細(xì)胞時(shí),要在培養(yǎng)皿制備一層飼養(yǎng)層,然后將干細(xì)胞接種在飼養(yǎng)層上,而誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化成器官時(shí)不需要飼養(yǎng)層;當(dāng)受精卵分裂發(fā)育成早期胚胎時(shí),內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞為胚胎干細(xì)胞,胚胎干細(xì)

5、胞是一種未分化的細(xì)胞,具有發(fā)育全能性和二倍體核型;胚胎分割需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。答案：D,4.下列關(guān)于胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)需要先制備滋養(yǎng)層來(lái)抑制其分化B.胚胎分割技術(shù)中需要先進(jìn)行超數(shù)排卵C.胚胎移植過(guò)程需要先對(duì)供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理D.胚胎分割時(shí)可采用胰蛋白酶處理囊胚,將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞分散開(kāi)解析：胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)需要先制備飼養(yǎng)層,而不是滋養(yǎng)層;胚胎分割技術(shù)處理的是早期胚胎,而不是超數(shù)排卵;

6、胚胎移植過(guò)程需要先對(duì)供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,這樣胚胎移植后成活率較高;胚胎分割可采用胰蛋白酶處理卵裂球,而不是囊胚。答案：C,5.材料　一頭特殊的由體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的牛犢在山東省萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院高青科技成果轉(zhuǎn)化基地——淄博小黑牛牧業(yè)科技有限公司降生了。這頭通體黑亮的小牛犢采用了轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù),在其體內(nèi)帶有抗瘋牛病的基因。據(jù)介紹,新降生的抗瘋牛病體細(xì)胞克隆牛是萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院的董雅娟教授和柏學(xué)進(jìn)教授繼2001年11月成功克隆出我國(guó)首例和第二例健康

7、成活體細(xì)胞克隆牛之后的又一項(xiàng)重大成果。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研制,是將人類(lèi)需要的外源基因,通過(guò)顯微注射等方法導(dǎo)入到動(dòng)物受精卵細(xì)胞核中,然后把注射后的受精卵移植到受體雌性動(dòng)物體內(nèi),讓其發(fā)育生長(zhǎng)。,根據(jù)上述材料回答：(1)該技術(shù)首先通過(guò)體外受精獲得受精卵。從雌性動(dòng)物體內(nèi)采集的是__________________,且要在體外經(jīng)__________________后,才能與________的精子受精。 (2)體外受精得到的受精卵,應(yīng)移入發(fā)育培

8、養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)要有________、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)成分及動(dòng)物血清等物質(zhì)。(3)胚胎移植是胚胎工程及其他工程的最后一道工序,可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的________。供體的主要職能是________,而受體則承擔(dān)妊娠和育仔的任務(wù)。在實(shí)施該技術(shù)時(shí),要用激素對(duì)供、受體進(jìn)行處理,使它們________。為了提高胚胎利用率,可采用胚胎分割技術(shù),用于胚胎分割的胚胎應(yīng)該是_______________________________

9、_________________________________________。,解析：本題考查動(dòng)物胚胎移植的有關(guān)問(wèn)題。(1)高等動(dòng)物的初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)第一次分裂形成次級(jí)卵母細(xì)胞后才能與精子結(jié)合,接著進(jìn)行減數(shù)第二次分裂,因此從雌性動(dòng)物體內(nèi)采集的是卵母細(xì)胞,這些細(xì)胞只有在精子獲能后才能順利和精子結(jié)合,完成受精作用。(2)受精卵形成后的早期培養(yǎng)在發(fā)育培養(yǎng)液中進(jìn)行,培養(yǎng)液中應(yīng)含有維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動(dòng)物血清等成分。一般培育到

10、桑椹胚或者囊胚后才向受體移植或者冷凍保存。(3)在胚胎移植技術(shù)中,供體的作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎,而受體則承擔(dān)著妊娠和育仔的任務(wù),這種技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是能充分發(fā)揮供體的繁殖潛力。胚胎分割更是使這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致,用于胚胎分割的胚胎一般是發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或者桑椹胚,因?yàn)榇藭r(shí)的細(xì)胞還沒(méi)有分化,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。答案：(1)卵母細(xì)胞　人工培育成熟　獲能　(2)維生素、激素、氨基酸、核苷酸　(3)繁殖潛力　產(chǎn)生

11、具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎　同期發(fā)情　發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或者桑椹胚,胚胎發(fā)育,1.過(guò)程受精卵：動(dòng)物個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn),↓,卵裂球,↓,↓,2.原腸胚各胚層分化方向(1)外胚層,[特別提醒]　個(gè)體發(fā)育的過(guò)程,1.(2009年高考江蘇卷)下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B.胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割C.胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺

12、盛等特點(diǎn)D.胚胎干細(xì)胞是一類(lèi)未分化細(xì)胞,可從早期胚胎中分離獲取解析：本題考查胚胎干細(xì)胞的有關(guān)知識(shí)。卵裂期細(xì)胞不斷分裂但胚胎體積不變,細(xì)胞數(shù)目增多但有機(jī)物因逐漸消耗而減少。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)是囊胚時(shí)期的,不是原腸胚時(shí)期的。胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn)。胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞,是未分化細(xì)胞。答案：D,胚胎工程,1.胚胎工程基本操作流程,2.關(guān)于胚胎移植的有關(guān)問(wèn)題(1)胚胎移植中“供體”與“受體”的確定：提供胚胎的個(gè)體稱(chēng)為“

13、供體”,接受胚胎移植的個(gè)體稱(chēng)為“受體”;供體為優(yōu)良品種,作為受體的雌性動(dòng)物一般為常見(jiàn)或存量大的品種。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)：胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀均能保持其原來(lái)的優(yōu)良特性。其遺傳信息與受體動(dòng)物無(wú)關(guān)。(3)胚胎移植的優(yōu)勢(shì)：可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期。,(4)應(yīng)用激素：胚胎移植過(guò)程中兩次使用激素,第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情

14、處理;第二次用于使供體超數(shù)排卵。(5)胚胎移植過(guò)程中有兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查;第二次對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。(6)犢牛性狀：胚胎移植產(chǎn)下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體牛,性別取決于公牛提供何種類(lèi)型的精子,與受體牛沒(méi)有關(guān)系。(7)胚胎移植時(shí)間：不同動(dòng)物的胚胎移植時(shí)間不同。牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段;小鼠、家兔在桑椹胚前;人胚胎可在4個(gè)細(xì)胞階段移植。幾乎所有動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植,因?yàn)榇藭r(shí)分化程度高,移植成功

15、率很低。,3.胚胎分割分析(1)胚胎分割對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),必須將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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(xì)胞,其他細(xì)胞為滋養(yǎng)層細(xì)胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng),少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問(wèn)題。(2)胚胎移植是有性生殖還是無(wú)性生殖取決于胚胎是由受精卵形成的還是核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育而成的。,2.牛胚

16、胎移植的基本程序如圖,請(qǐng)據(jù)圖回答;,(1)圖中a、b、c過(guò)程分別是指________、________、________。(2)供體母牛的主要職能是________________________________________________________________________;受體母牛必須具備_______________________________________________________________

17、_________。(3)為了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是________;處理的時(shí)期是________________________________________________________________________。(4)你認(rèn)為胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的主要意義有哪些？_______________________________________________________________________

18、_,解析：(1)a過(guò)程是良種母畜在激素刺激下的超數(shù)排卵。b是用人工方法將母畜體內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)育的受精卵取出的沖卵過(guò)程。c是將符合移植要求的早期胚胎移植到受體母畜子宮內(nèi)的過(guò)程。(2)供體母牛的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎,受體母牛則是提供胚胎發(fā)育場(chǎng)所,所以受體母牛應(yīng)具有健康的體質(zhì)和健康的繁殖能力。(3)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。答案：(1)超數(shù)排卵　沖卵　胚胎移植　(2)只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎　

19、健康的體質(zhì)和健康的繁殖能力的同種母?！?3)胚胎分割移植　桑椹胚或囊胚期　(4)胚胎移植技術(shù)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度,迅速推廣新品種,胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)的培養(yǎng),1.概念：是由早期胚胎(囊胚)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞。2.特點(diǎn)(1)形態(tài)：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。(2)功能：具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。(3)體外培養(yǎng)ES細(xì)胞可以增殖而不分化。對(duì)它可以進(jìn)行冷凍保存,也可以進(jìn)行遺傳改造。,3.種

20、類(lèi),4.培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng),但抑制其分化的培養(yǎng)體系,這種體系就是胚胎成纖維細(xì)胞。5.培養(yǎng)過(guò)程,6.胚胎干細(xì)胞的主要用途(1)將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中,經(jīng)過(guò)胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后由受體產(chǎn)生克隆動(dòng)物,操作流程如下：,(2)基因敲除,獲得移植器官。(3)培育出人造組織器官,用于器官移植。(4)改良創(chuàng)造動(dòng)物新品種。,3.下列對(duì)“人類(lèi)胚胎干細(xì)胞”這一概念的理解,正確的是(　　)A.人類(lèi)胚胎干細(xì)胞是人

21、類(lèi)胚胎發(fā)育早期,囊胚外表的扁平細(xì)胞和囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)B.人類(lèi)胚胎干細(xì)胞就是人類(lèi)胚胎發(fā)育早期囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)C.人類(lèi)胚胎干細(xì)胞是人類(lèi)囊胚中可發(fā)育成胚盤(pán)、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細(xì)胞D.人類(lèi)胚胎干細(xì)胞不僅指人類(lèi)囊胚中未分化的細(xì)胞,也指成人身上的成年干細(xì)胞解析：胚胎干細(xì)胞是取自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,具有發(fā)育全能性。答案：B,胚胎干細(xì)胞應(yīng)用,[例1]　現(xiàn)在有一個(gè)嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血,在以后他生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中如果出現(xiàn)

22、了某種難治療的疾病,就可以通過(guò)血液中的干細(xì)胞來(lái)為其治病,關(guān)于這個(gè)實(shí)例說(shuō)法正確的是(　　)A.用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來(lái)移植治病,需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性B.用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個(gè)孩子所有的疾病C.如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官,需要用到細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)D.如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官,應(yīng)該要長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物,[聽(tīng)課記錄](méi)　用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來(lái)移植治病,不需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性。用臍帶血中

23、的干細(xì)胞能培育出人體的許多器官,用來(lái)移植,但不是所有疾病都能治療,如：流行性疾病。如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官,需要用到細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),然后分化成器官。如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官,由于是自身的細(xì)胞培育成的,沒(méi)有免疫排斥反應(yīng),所以不用長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物。[答案]　C,(1)胚胎干細(xì)胞是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí),就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類(lèi)型的組織細(xì)胞分化,這

24、為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段。(2)利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植胚胎干細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。,[例2]　下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.體外受精完成后即可進(jìn)行胚胎移植操作B.胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育全能性,它可發(fā)育成新個(gè)體C.誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化成器官的培養(yǎng)基中不需要加入飼養(yǎng)層細(xì)胞D.通過(guò)胚胎移植產(chǎn)生多個(gè)后代的繁殖方式都屬于有性生殖[聽(tīng)

25、課記錄](méi)　體外受精得到的受精卵需要培養(yǎng)到囊胚期或桑椹胚期才能進(jìn)行胚胎移植。真正具有發(fā)育成新個(gè)體能力的是受精卵,用ES細(xì)胞可以培養(yǎng)出各種器官,但不能發(fā)育成新個(gè)體。若胚胎是通過(guò)受精作用得到的,則通過(guò)胚胎移植產(chǎn)生后代的方式屬于有性生殖。[答案]　C,[例3]　自然情況下,牛的生育率很低,通過(guò)現(xiàn)代科技手段,可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)使一頭良種雄性黃牛,在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代,最簡(jiǎn)便的方法是________。(2)現(xiàn)有

26、一頭良種雌性黃牛,采用胚胎移植的方法,可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。其操作過(guò)程中需要用激素對(duì)該良種母牛(供體)和代孕母牛(受體)進(jìn)行________處理;還要用激素使供體母牛________。胚胎收集的過(guò)程也叫做________。用于移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。(3)采用試管動(dòng)物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是體外受精和________。體外受精主要

27、包括________、________和________等幾個(gè)主要步驟。,[聽(tīng)課記錄](méi)　本題考查試管動(dòng)物技術(shù)、胚胎移植等相關(guān)知識(shí)。(1)通過(guò)人工授精的方法,可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進(jìn)行前,首先要對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理,同時(shí)還要用激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵;人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。(3)試管動(dòng)物技術(shù)包括體外受精和早期胚胎培養(yǎng),體外受精又包括精子的采集和獲能、卵母細(xì)胞的采集和受精三