胚胎工程的應(yīng)用與前景課件-高二下學(xué)期生物人教版選修3

3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割。2.認(rèn)同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。3.關(guān)注胚胎工程的研究進(jìn)展和應(yīng)用價(jià)值。學(xué)習(xí)難點(diǎn)、重點(diǎn)重點(diǎn)(1)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)、基本程序和應(yīng)用。(2)胚胎分割的應(yīng)用意義。(3)胚胎干細(xì)胞研究的意義。難點(diǎn)(1)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)。(2)胚胎干細(xì)胞的概念和分離途徑。將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。一、胚胎移植胚胎的來源：供體：受體：移植條件：實(shí)質(zhì)：地位：意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。在胚胎移植中提供胚胎的個(gè)體在胚胎移植中接受胚胎的個(gè)體同種的、生理狀態(tài)相同的相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移是胚胎工程的最后一道“工序”體外受精體內(nèi)受精核移植轉(zhuǎn)入目的基因的受精卵胚胎分割早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎沖卵早期胚胎早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎胚胎移植①②③④⑤有性生殖無性生殖胚胎的來源一、胚胎移植胚胎移植的意義胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能。供體的主要職能：只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)由受體取代，大大縮短了供體本身的繁殖周期。一、胚胎移植①加速育種工作和品種改良②增加雙胎和多胎比例。③節(jié)省大量購(gòu)買種畜的費(fèi)用。④保存品種資源和瀕危物種生理學(xué)基礎(chǔ)意義胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)【重點(diǎn)】

同種動(dòng)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生理環(huán)境

早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)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(duì)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

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(yíng)養(yǎng)等方面的保障①胚胎移入的基礎(chǔ)②胚胎收集的基礎(chǔ)③移入胚胎存活的基礎(chǔ)④保留胚胎遺傳特性的基礎(chǔ)排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境（同期發(fā)情）。早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能（沖卵）。受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變，為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障，同時(shí)保障了供體優(yōu)良遺傳性狀。胚胎移植的基本程序①對(duì)供、受體母牛進(jìn)行選擇，并用激素進(jìn)行____________處理（多種激素，主要是孕激素，配合使用前列腺素和促性腺激素）。對(duì)供體母牛的要求是生產(chǎn)和遺傳性能優(yōu)良；對(duì)受體母牛的要求是健康、繁殖能力正常。

②用________激素對(duì)供體母牛做________________處理。

③超數(shù)排卵的母牛發(fā)情后，選擇同種優(yōu)秀的公牛進(jìn)行_________________。

④胚胎的收集：配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的______沖洗出來（也叫______）。胚胎沖卵配種或人工授精促性腺超數(shù)排卵同期發(fā)情【歸納總結(jié)】①該過程中兩次使用激素：第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。②該過程中的兩次檢查：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。③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，二者與受體牛沒有關(guān)系。④沖卵與排卵的區(qū)別：沖卵的含義：是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子。排卵的含義：卵子從卵泡中排出胚胎移植①供體、受體的選擇和處理供體受體選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體選擇有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的個(gè)體用激素對(duì)供體母牛和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理。四、胚胎移植的基本程序供體胚胎移植四、胚胎移植的基本程序目的：使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。指利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進(jìn)程，使之在預(yù)定時(shí)間內(nèi)集中發(fā)情。同期發(fā)情處理①供體、受體的選擇和處理受體用激素對(duì)供體母牛和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理。胚胎移植②用激素對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理供體母本用促性腺激素處理使之超數(shù)排卵四、胚胎移植的基本程序胚胎移植③配種或進(jìn)行人工授精超數(shù)排卵的母牛發(fā)情后，選擇同種優(yōu)秀的公牛進(jìn)行配種或人工授精。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植④胚胎的收集配種或輸精后第7天，用配置好的沖卵液，借助特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)或輸卵管中的胚胎沖洗出來（也叫沖卵）。三、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑤胚胎的檢查沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。這時(shí)的胚胎應(yīng)該發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑥胚胎的保存將收集的胚胎直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑦胚胎移植（1）手術(shù)法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。（2）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。四、胚胎移植的基本程序移入受體子宮的胚胎位置應(yīng)與在供體內(nèi)位置相同或相似手術(shù)法移胚非手術(shù)法移胚胚胎移植⑧對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠檢查四、胚胎移植的基本程序⑨受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛胚胎移植成功的標(biāo)志

移植的胚胎在受體內(nèi)能正常發(fā)育，完成分娩獲得具有優(yōu)良性狀的個(gè)體。

胚胎分割：是指采用______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________________的技術(shù)。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此，胚胎分割可以看做動(dòng)物______繁殖或克隆的方法之一。

胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備為________________和______________。機(jī)械同卵雙胎或多胎無性實(shí)體顯微鏡顯微操作儀二、胚胎分割顯微操作儀和實(shí)體顯微鏡主要儀器設(shè)備：

進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的__________________，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后，用__________________進(jìn)行分割。對(duì)于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的具體操作不完全相同。桑椹胚或囊胚分割針或分割刀二、胚胎分割

具體操作時(shí)，用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的____________中，或直接將裸半胚移植入受體。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將____________均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。

實(shí)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，到目前為止，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小?？胀该鲙?nèi)細(xì)胞團(tuán)二、胚胎分割還可用分割針分割滋養(yǎng)層，做DNA分析性別鑒定。二、胚胎分割剛出生動(dòng)物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。胚胎分割的意義胚胎分割的缺陷加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率二、胚胎分割25思考？？1、對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，為什么要將內(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，其他滋養(yǎng)層細(xì)胞只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。若不能均等分割，將會(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)育等問題。2、為什么胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會(huì)越大，移植的成功率也越低？因此，到目前為止，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小。

因?yàn)樵缙谂咛サ捏w積很小，只有在顯微鏡下才能看到，細(xì)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(xì)胞數(shù)會(huì)越少。項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過程不同雌雄動(dòng)物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場(chǎng)所不同雌性動(dòng)物輸卵管中雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點(diǎn)①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程。②都是有性生殖。人工授精:充分發(fā)揮雄性優(yōu)良性狀的繁殖能力。參看：P82P61三、胚胎干細(xì)胞1.定義：由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞。2.特點(diǎn)：(1)形態(tài)上：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。電鏡下的胚胎干細(xì)胞（照片經(jīng)后期人工上色處理，放大1500倍）(3)在體外培養(yǎng)的條件下，可以只增殖，而不分化。可以冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。(2)功能上：具有發(fā)育的全能性。三、胚胎干細(xì)胞3.應(yīng)用：(1)治療人類的某些頑癥。(2)培育出人造組織器官，用于器官移植。如帕金森綜合征、少年糖尿病和老年癡呆癥等。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。三、胚胎干細(xì)胞(3)揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理。三、胚胎干細(xì)胞3.應(yīng)用：(4)用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔，通過組織染色，了解ES細(xì)胞的分化特點(diǎn)三、胚胎干細(xì)胞3.應(yīng)用：課堂小結(jié)35名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞特點(diǎn)具有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個(gè)體的潛能具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個(gè)體只能分化成某一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞舉例胚胎干細(xì)胞造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞應(yīng)用用于病人的器官移植等造血干細(xì)胞移植是治療血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病等的有效手段通過神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥延伸：干細(xì)胞的分類36.全能干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)多能干細(xì)胞正文中討論題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(shí)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(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，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否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致。同時(shí)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)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。2.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)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎?

胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關(guān)。只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。這樣的概括是正確的。旁欄思考題對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，為什么要將內(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)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)育等問題。39哺乳動(dòng)物的性別控制技術(shù)通過人為干預(yù)，使動(dòng)物按照人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術(shù)。①概念：②如何分離X、Y精子：根據(jù)X、Y精子體積和質(zhì)量沉淀分離根據(jù)X、Y精子嗜酸堿性不同選擇性利用精子根據(jù)X、Y精子所帶電荷不同，電泳法分離補(bǔ)充知識(shí)：③SRY-PCR胚胎性別鑒定技術(shù)：課本P82SRY基因：雄性的性別決定基因，指Y染色體上具體決定生物雄性性別的基因片段。SRY—PCR胚胎鑒定技術(shù)滋養(yǎng)層41〖思考與探索〗（1）用文字完成下面的流程圖。①對(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理；③配種或人工授精；④收集胚胎；⑥胚胎移植；⑦對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。

第④步需