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B.利用某一胚胎的干細胞進行核移植,產(chǎn)生的動物雌雄各占1/2C.囊胚外表面的一層扁平細胞不斷增殖分化,發(fā)育成完整的胚胎D.在胚胎移植時,受體母畜必須經(jīng)過免疫學檢驗以防止排斥外來胚胎解析：用于移植的早期胚胎可通過核移植產(chǎn)生;利用某一胚

2、胎的干細胞進行核移植,產(chǎn)生的動物為同一性別;囊胚外表面的一層扁平細胞稱為滋養(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)細胞團可不斷增殖分化,發(fā)育成完整的胚胎。胚胎移植時,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)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,錯誤的是(　　)A.移植胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受受體的影響B(tài).胚胎干細胞具有體積大、細胞核小、核仁明顯等特點C.體外受精時采集的精子需放入培養(yǎng)

3、液中培養(yǎng)以達到獲能狀態(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程中不受受體的影響;體外受精時,采集的精子需放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)以達到獲能狀態(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);胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等特點。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.哺乳動物體細胞核移植的成功率小于胚胎干細胞核移植B.誘導胚胎干細

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

5、胞是一種未分化的細胞,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)細胞團均等分割。答案：D,4.下列關(guān)于胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.胚胎干細胞培養(yǎng)需要先制備滋養(yǎng)層來抑制其分化B.胚胎分割技術(shù)中需要先進行超數(shù)排卵C.胚胎移植過程需要先對供體和受體進行同期發(fā)情處理D.胚胎分割時可采用胰蛋白酶處理囊胚,將內(nèi)細胞團細胞分散開解析：胚胎干細胞培養(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、胚胎移植過程需要先對供體和受體進行同期發(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　一頭特殊的由體細胞克隆產(chǎn)生的牛犢在山東省萊陽農(nóng)學院高青科技成果轉(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胞克隆牛是萊陽農(nóng)學院的董雅娟教授和柏學進教授繼2001年11月成功克隆出我國首例和第二例健康

7、成活體細胞克隆牛之后的又一項重大成果。轉(zhuǎn)基因動物的研制,是將人類需要的外源基因,通過顯微注射等方法導入到動物受精卵細胞核中,然后把注射后的受精卵移植到受體雌性動物體內(nèi),讓其發(fā)育生長。,根據(jù)上述材料回答：(1)該技術(shù)首先通過體外受精獲得受精卵。從雌性動物體內(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)時要有________、無機鹽、有機物等營養(yǎng)成分及動物血清等物質(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)揮雌性優(yōu)良個體的________。供體的主要職能是________,而受體則承擔妊娠和育仔的任務(wù)。在實施該技術(shù)時,要用激素對供、受體進行處理,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：本題考查動物胚胎移植的有關(guān)問題。(1)高等動物的初級卵母細胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成次級卵母細胞后才能與精子結(jié)合,接著進行減數(shù)第二次分裂,因此從雌性動物體內(nèi)采集的是卵母細胞,這些細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)液中進行,培養(yǎng)液中應(yīng)含有維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清等成分。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,而受體則承擔著妊娠和育仔的任務(wù),這種技術(shù)的最大優(yōu)勢是能充分發(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,因為此時的細胞還沒有分化,仍然具有發(fā)育成完整個體的能力。答案：(1)卵母細胞　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.過程受精卵：動物個體發(fā)育的起點,↓,卵裂球,↓,↓,2.原腸胚各胚層分化方向(1)外胚層,[特別提醒]　個體發(fā)育的過程,1.(2009年高考江蘇卷)下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加B.胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割C.胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺

12、盛等特點D.胚胎干細胞是一類未分化細胞,可從早期胚胎中分離獲取解析：本題考查胚胎干細胞的有關(guān)知識。卵裂期細胞不斷分裂但胚胎體積不變,細胞數(shù)目增多但有機物因逐漸消耗而減少。內(nèi)細胞團是囊胚時期的,不是原腸胚時期的。胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯的特點。胚胎干細胞是全能干細胞,是未分化細胞。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)問題(1)胚胎移植中“供體”與“受體”的確定：提供胚胎的個體稱為“

13、供體”,接受胚胎移植的個體稱為“受體”;供體為優(yōu)良品種,作為受體的雌性動物一般為常見或存量大的品種。(2)胚胎移植的實質(zhì)：胚胎移植實質(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的優(yōu)良特性。其遺傳信息與受體動物無關(guān)。(3)胚胎移植的優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期。,(4)應(yīng)用激素：胚胎移植過程中兩次使用激素,第一次對受、供體進行同期發(fā)情

14、處理;第二次用于使供體超數(shù)排卵。(5)胚胎移植過程中有兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查;第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。(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型的精子,與受體牛沒有關(guān)系。(7)胚胎移植時間：不同動物的胚胎移植時間不同。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個細胞階段移植。幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植,因為此時分化程度高,移植成功

15、率很低。,3.胚胎分割分析(1)胚胎分割對囊胚階段的胚胎進行分割時,必須將內(nèi)細胞團均等分割：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)層細胞,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)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖取決于胚胎是由受精卵形成的還是核移植技術(shù)形成重組細胞發(fā)育而成的。,2.牛胚

16、胎移植的基本程序如圖,請據(jù)圖回答;,(1)圖中a、b、c過程分別是指________、________、________。(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________;處理的時期是________________________________________________________________________。(4)你認為胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的主要意義有哪些？_______________________________________________________________________

18、_,解析：(1)a過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)開始發(fā)育的受精卵取出的沖卵過程。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)進行胚胎分割時,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,胚胎干細胞(ES細胞)的培養(yǎng),1.概念：是由早期胚胎(囊胚)的內(nèi)細胞團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：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。(3)體外培養(yǎng)ES細胞可以增殖而不分化。對它可以進行冷凍保存,也可以進行遺傳改造。,3.種

20、類,4.培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進胚胎干細胞的生長,但抑制其分化的培養(yǎng)體系,這種體系就是胚胎成纖維細胞。5.培養(yǎng)過程,6.胚胎干細胞的主要用途(1)將胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中,經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后由受體產(chǎn)生克隆動物,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)造動物新品種。,3.下列對“人類胚胎干細胞”這一概念的理解,正確的是(　　)A.人類胚胎干細胞是人

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

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

23、的干細胞能培育出人體的許多器官,用來移植,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胞培育出的器官,需要用到細胞培養(yǎng)技術(shù),然后分化成器官。如果要移植用他的干細胞培育出的器官,由于是自身的細胞培育成的,沒有免疫排斥反應(yīng),所以不用長期給他使用免疫抑制藥物。[答案]　C,(1)胚胎干細胞是在體外條件下研究細胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子,如牛黃酸等化學物質(zhì)時,就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化,這

24、為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段。(2)利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性,移植胚胎干細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。,[例2]　下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(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行胚胎移植操作B.胚胎干細胞具有發(fā)育全能性,它可發(fā)育成新個體C.誘導胚胎干細胞分化成器官的培養(yǎng)基中不需要加入飼養(yǎng)層細胞D.通過胚胎移植產(chǎn)生多個后代的繁殖方式都屬于有性生殖[聽

25、課記錄]　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行胚胎移植。真正具有發(fā)育成新個體能力的是受精卵,用ES細胞可以培養(yǎng)出各種器官,但不能發(fā)育成新個體。若胚胎是通過受精作用得到的,則通過胚胎移植產(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,通過現(xiàn)代科技手段,可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請回答下列問題：(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。其操作過程中需要用激素對該良種母牛(供體)和代孕母牛(受體)進行________處理;還要用激素使供體母牛________。胚胎收集的過程也叫做________。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________等幾個主要步驟。,[聽課記錄]　本題考查試管動物技術(shù)、胚胎移植等相關(guān)知識。(1)通過人工授精的方法,可以在短時間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進行前,首先要對供體母牛和代孕母牛進行同期發(fā)情處理,同時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行移植。(3)試管動物技術(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、卵母細胞的采集和受精三