高中生物 專題3 . 3 胚胎工程的應(yīng)用及前景

3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.簡(jiǎn)述胚胎移植的現(xiàn)狀和意義。2.掌握胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及胚胎移植的

基本程序。(重、難點(diǎn))3.了解胚胎分割的概念、意義及操作過程。(重點(diǎn))4.了解胚胎干

細(xì)胞的特性及應(yīng)用。(重點(diǎn))

自主預(yù)習(xí)。擢新知

NINHUYUXI丁AZXIZ/III

二基礎(chǔ)知識(shí)填充口

一、胚胎移植

1.胚胎移植概念

(1)對(duì)象：雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到的胚胎。

(2)移植條件：圓拙、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。

(3)供體：在胚胎移植中提供胚胎的個(gè)體。

(4)受體：在胚胎移植中接受胚胎的個(gè)體。

(5)本質(zhì)：生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。

(6)地位：是胚胎工程其他技術(shù)的最卮一道“工序”。

2.胚胎移植的意義

(1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。

(2)大大縮短了供體本身的繁殖周期。

(3)對(duì)供體施行超教排奧處理后，增加后代數(shù)量。

3.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義

生理學(xué)基礎(chǔ)意義

為供體的胚胎移入受體提供了相同

同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的

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

為胚胎的收集提供了可能

織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)

受體對(duì)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)的存活提供了可能

供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但為移植后胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)

其遺傳特性不受任何影響等方面的保障

4.胚胎移植的基本程序

1選擇:遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的

對(duì)供、受體的個(gè)體(供體),健康、有正常繁

選擇和處理殖能力的個(gè)體(受體)

.處理：同期發(fā)情處理和超數(shù)排卵處理

配種或人工授精

(收集:沖卵

胚胎的收集、檢

檢查:發(fā)育到桑棋胚或囊胚階段

查、培養(yǎng)或保存I保存：-196t的液氮中保存

胚胎移植|方法：手術(shù)法和非手術(shù)法

胚胎移植后的檢圄檢查受體母牛是否妊娠

二、胚胎分割

1.概念

對(duì)象早期胚胎

方法機(jī)械方法

目的獲得同卵雙胎或多胎

特點(diǎn)來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)

實(shí)質(zhì)胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一

2.操作程序

(1)選擇胚胎：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑檀胚或囊胚,將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿

中。

(2)分割胚胎：用分割針或分割刀將胚胎切開,吸出其中的半個(gè)胚胎,注入預(yù)先準(zhǔn)備好的

空透明帶中,或直接將裸半胚移植入受體。

3.囊胚分割要求

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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。

三、胚胎干細(xì)胞

1.來源：哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell)簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚

胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。

體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯

2尊干鬼具有發(fā)育的全能性

體外培養(yǎng)—rh八

1-------＞可n以r增殖，不分化

3.主要用途

(1)可以用于治療人類的某些頑癥。

(2)可以培育出人造組織器官。

(3)可以揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理。

(4)可以用于哺乳動(dòng)物的個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。

早預(yù)習(xí)效果驗(yàn)■收口

1.判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)移植的胚胎只能來自體內(nèi)受精或者體外受精直接產(chǎn)生的胚胎。()

(2)胚胎移植時(shí)，供體母畜需要具備優(yōu)良的遺傳性能。()

(3)胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行，因?yàn)閮烧呱硖卣飨嘟?，易于?/p>

功。()

(4)胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。()

(5)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎。

()

(6)胚胎干細(xì)胞可以來源于早期胚胎，也可以來源于成熟個(gè)體。

()

提示：(DX移植的胚胎還可以是通過轉(zhuǎn)基因、核移植等技術(shù)獲得的胚胎。

(2)V(3)V

(4)X胚胎分割時(shí)需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

(5)V

(6)X胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。

2.下列過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是()

A.對(duì)供體、受體要進(jìn)行選擇

B.要用激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理

C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

D.胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法

C［移入受體的是胚胎，并且受體對(duì)移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，所以C

選項(xiàng)中的過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行。胚胎移植主要步驟有供、受體的選擇，用促性腺

激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法。］

3.下列關(guān)于胚胎干細(xì)胞特點(diǎn)的敘述，不正確的是（）

A.當(dāng)受精卵發(fā)育成囊胚時(shí)，所有的細(xì)胞都是胚胎干細(xì)胞

B.胚胎干細(xì)胞是一種未分化的細(xì)胞，具有發(fā)育的全能性

C.在適當(dāng)?shù)臈l件下，胚胎干細(xì)胞可以分化為多種組織

D.培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的關(guān)鍵是需要一種培養(yǎng)體系，必須能促進(jìn)干細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)還要抑制

干細(xì)胞的分化

A［當(dāng)受精卵發(fā)育成囊胚（早期胚胎）時(shí)，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞，具有發(fā)育的全能

性。培養(yǎng)時(shí)需一種培養(yǎng)體系，必須既能促進(jìn)干細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)，還要抑制干細(xì)胞的分化。］

合作探究》我重噓

HEZUOTANJIU3ONGZHONGNAZ

攙究點(diǎn)1/胚胎移植

［思考交流］

1.胚胎移植時(shí)，對(duì)供體、受體的生理狀態(tài)有什么要求？

提示：生理狀態(tài)相同。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。

2.怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？供體胚胎移入受體子宮時(shí)，在

位置上有要求嗎？

提示：（1）應(yīng)對(duì)供體和受體母畜用激素進(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。

（2）有要求。胚胎移入受體子宮的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似。

3.胚胎移植過程中，對(duì)供、受體的選擇，有哪些要求？

提示：（D供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀。

（2）受體：有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力。

4.對(duì)供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵時(shí)注射的激素是哪類激素？為什么要用激素處理供體母牛？

提示：（1）注射的是促性腺激素。（2）給供體母牛注射促性腺激素可使其一次排出比自然

情況下多幾倍到十幾倍的卵子，經(jīng)人工授精，可以獲得數(shù)量較多的可移植胚胎。

5.胚胎移植過程中需要進(jìn)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(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；第二次是對(duì)受體母畜進(jìn)行是

否妊娠的檢查。

6.胚胎移植成功的標(biāo)志是什么？

提示：移植的胚胎在受體內(nèi)能正常發(fā)育并分娩。

［歸納總結(jié)］

早期胚胎培養(yǎng)

(1)核移植:無性繁殖。

早期胚胎培養(yǎng)

(2)體外受精)有性生殖。

(3)體內(nèi)受精一沖卵一移植一有性生殖。

早期胚

(4)基因工程-轉(zhuǎn)入目的基因的受精卵)胚胎移植

胎培養(yǎng)

一轉(zhuǎn)基因動(dòng)物一＞有性生殖。

特別提醒：體外受精形成的胚胎進(jìn)行胚胎移植屬于有性生殖，核移植形成的胚胎進(jìn)行胚

胎移植屬于無性生殖，即判斷胚胎移植為何種生殖方式，關(guān)鍵要看胚胎是通過何種方式發(fā)育

而來的。

2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)

生理學(xué)基礎(chǔ)意義

為供體的胚胎移入受體提供了相同

哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時(shí)間內(nèi)，

的生理環(huán)境，這是胚胎移植成功的

同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的

關(guān)鍵

哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體

為胚胎的收集提供了可能

子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)

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)的存活提供了可能

供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但

受體只為胚胎提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和發(fā)育

移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任

的場(chǎng)所，不會(huì)影響胚胎的遺傳特性

何影響

3.與胚胎移植有關(guān)的幾個(gè)問題

(1)供體公牛、母牛和受體母牛的選擇：應(yīng)選擇遺傳特性和生產(chǎn)能力優(yōu)秀的個(gè)體作為供體,

選擇具有健康體質(zhì)和正常繁殖能力的個(gè)體作為受體。

(2)受精卵既可通過體內(nèi)受精獲得，也可通過人工授精獲得。

(3)沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，胚胎應(yīng)發(fā)育到桑根胚或囊胚階段。收集到的胚胎可直

接向受體移植，也可放入一196℃的液氮中保存。

(4)胚胎移植過程中兩次使用激素：第一次用孕激素對(duì)供、受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理；

第二次用促性腺激素使供體母牛超數(shù)排卵。

(5)胚胎移植過程中的兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；第二次對(duì)受體母牛

是否妊娠進(jìn)行檢查。

(6)產(chǎn)下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體母牛，性別取決于公牛提供何種類型的精子,

這兩個(gè)方面與受體母牛沒有關(guān)系。

特別提醒:

(與供體是同一物種

(1)作為胚胎受體的條件與供體處于相同的生理狀態(tài)

(雌性動(dòng)物

(2)沖卵是將供體母畜子宮內(nèi)的胚胎沖出來，而不是把卵子沖出來。

(3)胚胎移植的實(shí)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。

◎?qū)c(diǎn)練習(xí)

1.牛胚胎移植的基本程序如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()

A.供體母牛的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的胚胎

B.圖中a指的是超數(shù)排卵，可用促性腺激素處理供體母牛

C.配種后需用特制的沖卵裝置，將供體母牛體內(nèi)的胚胎沖洗出來

D.應(yīng)把早期胚胎移植到處于發(fā)情狀態(tài)的母牛的輸卵管中

D［供體母牛的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳性狀的胚胎，A正確；圖中a指的是超數(shù)排

卵，可用促性腺激素處理供體母牛，B正確；沖卵的實(shí)質(zhì)是把供體子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來，C

正確；應(yīng)把早期胚胎移植到處于發(fā)情狀態(tài)的母牛的子宮中，D錯(cuò)誤。］

易混辨析：排卵、超數(shù)排卵和沖卵

(1)排卵：從卵泡中排出卵子，排出的是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞。

(2)超數(shù)排卵：給供體母畜注射促性腺激素，使其一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍

的成熟卵子。

(3)沖卵：用配制好的沖卵液，將供體母畜子宮或輸卵管中的早期胚胎沖洗出來。

2.試管動(dòng)物技術(shù)正廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。請(qǐng)根據(jù)試管牛的生產(chǎn)流程圖回答相關(guān)問題：

?

售髓心◎)—早期胚胎

試管牛

供體精子受體母牛

⑴①②過程分別表示,

(2)對(duì)供體母牛的要求是,通常母牛每次只排出一枚卵母細(xì)胞。

(3)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，需要滿足以下條件：、營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH以

及氣體環(huán)境。

(4)生產(chǎn)上常用期的胚胎進(jìn)行②過程。

［解析］(1)由題圖可知①②過程分別表示體外受精、胚胎移植。

(2)培育試管動(dòng)物首先選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)良的母牛。

(3)體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，首先需要無菌、無毒的環(huán)境，防止被污染，還要有一定的營(yíng)養(yǎng)物

質(zhì)，及適宜的外界環(huán)境條件。

(4)等胚胎發(fā)育到桑根胚或囊胚期時(shí)進(jìn)行胚胎移植。

［答案］(1)體外受精胚胎移植(2)遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀(3)無菌、無毒的環(huán)境

(4)桑根胚或囊胚

螯究慮z胚胎分割

［思考交流］

1.胚胎分割的對(duì)象是什么？選擇此時(shí)期的胚胎進(jìn)行分割的原因是什么？

提示：桑根胚或囊胚階段的胚胎。桑根胚階段尚未出現(xiàn)細(xì)胞分化，具有全能性；囊胚階

段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)具有全能性。

2.囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有何功能？分割囊胚期的胚胎時(shí)為什么強(qiáng)調(diào)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？

提不：囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織。囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，否則

會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。

3.在胚胎分割時(shí)，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(xì)胞數(shù)目就越少，移植

后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率會(huì)降低。

4.從胚胎來源上分析，胚胎分割動(dòng)物和克隆動(dòng)物相同嗎？

提示：不相同。胚胎分割用到的胚胎可能是在雌性動(dòng)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，而克隆用到的胚胎是經(jīng)體細(xì)胞核移植得到的重組胚

胎。

5.從后代核遺傳物質(zhì)上分析，胚胎分割動(dòng)物和克隆動(dòng)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)］

1.胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆。生物的無性繁殖方式統(tǒng)稱為克隆。就胚胎分

割技術(shù)本身而言，是將同一胚胎分割成幾部分，借助胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生遺傳物質(zhì)完全相同的

后代，是一種無性繁殖的方式，因此，也屬于動(dòng)物克隆的一種方式。

2.選用的胚胎：進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑根胚或囊胚。

3.操作過程：選發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑根胚或囊胚一將待分割的胚胎移入操作液的培

養(yǎng)皿中一用分割針或分割刀片將胚胎切開一吸出其中半個(gè)胚胎，注入空透明帶中，或?qū)⒙惆?/p>

胚移植入受體。

4.胚胎分割的實(shí)例：哺乳動(dòng)物胚胎分割和性別鑒定(如圖)。

5.意義：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。

特別提醒：(1)在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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。

(2)胚胎分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度越大，移植的成功率也越低。

(3)對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析即可。

Q對(duì)點(diǎn)練丹

i.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(jī)，下列有關(guān)體

外受精和胚胎分割移植的說法正確的是()

A.體外受精所需的成熟卵細(xì)胞可從母體中直接獲取，但在受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理

B.進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到原腸胚時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作

C.胚胎分割時(shí)只能用分割針在顯微鏡下將胚胎均等分割成若干份

D.受體母牛必須和供體牛屬于同一物種，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(duì)外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

D［卵巢中獲取的卵細(xì)胞必須在體外進(jìn)行培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期，才能與獲能精子

融合后形成受精卵，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑根胚或

囊胚進(jìn)行分割，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；胚胎分割時(shí)可以在實(shí)體顯微鏡下用切割針或在顯微操作儀下用

切割刀進(jìn)行分割，目前二分胚胎的分割和移植效率最高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤：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)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能，選項(xiàng)D正確。］

2.如圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請(qǐng)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；I)

(2)寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱：

甲：乙__；丙；進(jìn)行乙過程時(shí)，所取的樣本是

⑶進(jìn)行甲過程時(shí)，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(dòng)物中取得成功，但仍然存在一些問題，如

等，同時(shí)很難取得同卵多胎，成功率較高的是。

［解析］根據(jù)囊胚的結(jié)構(gòu)可知圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱分別是，A為囊胚腔；B為透明

帶；C為滋養(yǎng)層；D為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。

(2)圖中甲、乙、丙過程的技術(shù)分別是胚胎分割、做DNA分析性別鑒定、胚胎移植。進(jìn)行

乙過程時(shí)，所采取的樣本是滋養(yǎng)層。

(3)進(jìn)行甲過程時(shí)，所使用的基本儀器是顯微操作儀和實(shí)體顯微鏡。本過程的技術(shù)關(guān)鍵是

將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動(dòng)物中已取得成功，但仍然存在一些問題，如剛出生的動(dòng)物

體重偏輕，毛色和斑紋上還存在差異等。同時(shí)很難取得同卵多胎，成功率較高的是同卵雙胎。

［答案］(1)囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

(2)胚胎分割做DNA分析性別鑒定胚胎移植滋養(yǎng)層

(3)顯微操作儀和實(shí)體顯微鏡將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割

(4)剛出生的動(dòng)物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在差異同卵雙胎

~~特別提醒：滋養(yǎng)層王飼養(yǎng)層

(1)滋養(yǎng)層：囊胚時(shí)期沿透明帶內(nèi)壁排列的個(gè)體較小的細(xì)胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎

盤。

(2)飼養(yǎng)層：飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞，在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，可作為干細(xì)胞分裂、

增殖的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。

要究慮/_____________胚胎干細(xì)胞

［思考交流］

1.胚胎干細(xì)胞的來源有哪些？為什么可分化為動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織？

提示：胚胎干細(xì)胞可從早期胚胎或原始性腺中分離出來。胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,

能分化為動(dòng)物內(nèi)任何一種組織。

2.胚胎干細(xì)胞用于治療人類的某些頑癥的原理是什么？

提示：胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞，經(jīng)移植可使

壞死或退化部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。

3.胚胎干細(xì)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(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造器官，從而解決供體器官不足。

另一方面，由于是自身細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化形成的，所以無免疫排斥反應(yīng)。

［歸納總結(jié)］

1.胚胎干細(xì)胞的概念

哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類

細(xì)胞。

2.胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)

(1)形態(tài)、大?。后w積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。

(2)功能：具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。

(3)在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化。對(duì)它可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳

改造。

3.主要用途

ES細(xì)胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)

上都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

(1)利用ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES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。

(2)通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器

官不足和器官移植后免疫排斥的問題。

(3)ES細(xì)胞是研究體外細(xì)胞分化的理想材料

(4)ES細(xì)胞可用于對(duì)哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。

4.干細(xì)胞種類

類別特點(diǎn)來源或舉例應(yīng)用

具有形成機(jī)體的任何組桑根胚細(xì)胞或囊胚細(xì)胞及

全能

織或器官直至形成完整早期胚胎細(xì)胞，受精卵，用于病人的器官移植等

干細(xì)胞

個(gè)體的潛能胚胎干細(xì)胞

具有分化成多種細(xì)胞或造血干細(xì)胞移植是治療血

多能

組織的潛能，但不能發(fā)育造血干細(xì)胞液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液

干細(xì)胞

成完整的個(gè)體病等的有效手段

只能分化成某一種類型

專能干細(xì)疊翻干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層通過神經(jīng)干細(xì)胞移植治療

或功能密切相關(guān)的兩種

胞細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞腦癱、頭顱外傷等病癥

類型的細(xì)胞

1.下列關(guān)于ES細(xì)胞的敘述，不正確的是()

A.ES細(xì)胞在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯

B.ES細(xì)胞在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化

C.ES細(xì)胞在功能上，具有發(fā)育的全能性

D.ES細(xì)胞是由原腸胚或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞

D［ES細(xì)胞即胚胎干細(xì)胞，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯，A正確；胚

胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，B正確；ES細(xì)胞在功能上，具有發(fā)

育的全能性，C正確；ES細(xì)胞是從早期胚胎(原腸胚之前)或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞,

D錯(cuò)誤。］

2.胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞，從胚胎中提取干細(xì)胞這項(xiàng)技術(shù)備受倫理爭(zhēng)議，但重組成體

細(xì)胞卻不涉及制造或摧毀胚胎，通過細(xì)胞培養(yǎng)、誘導(dǎo)可以克隆器官。下圖是克隆器官的技術(shù)

路線圖，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：

胚胎發(fā)育后含干細(xì)胞

(1)哺乳動(dòng)物的ES細(xì)胞是由中分離出來的一類細(xì)胞;體外培養(yǎng)能不斷增殖、

自我更新，在功能上，具有發(fā)育的性。

(2)運(yùn)用技術(shù)可以形成圖中的重組細(xì)胞，對(duì)重組細(xì)胞的培養(yǎng)，其培養(yǎng)基與培養(yǎng)植

物細(xì)胞的培養(yǎng)基的主要不同點(diǎn)是含有。

(3)利用重組細(xì)胞培養(yǎng)出的干細(xì)胞，也可以形成特定器官、組織，這是的結(jié)

果，其根本原因是。

(4)克隆動(dòng)物與圖中克隆器官的技術(shù)相比，通常還需運(yùn)用_______和等胚胎

工程技術(shù)。

［解析］(1)哺乳動(dòng)物的ES細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，體外

培養(yǎng)能不斷增殖、自我更新，在功能上具有發(fā)育的全能性。

(2)圖中通過體細(xì)胞核移植技術(shù)得到重組細(xì)胞，培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)基與培養(yǎng)植物細(xì)胞的

培養(yǎng)基相比較，主要不同點(diǎn)是前者含有血清或血漿。

(3)利用重組細(xì)胞培養(yǎng)出的干細(xì)胞，可以形成特定器官、組織，這是細(xì)胞分化的結(jié)果，根

本原因是基因的選擇性表達(dá)。

(4)克隆動(dòng)物要用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)、早期胚胎的培養(yǎng)技術(shù)、胚胎分割技術(shù)和胚胎移

植技術(shù)，與克隆器官相比還要用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)。

［答案］（1）早期胚胎或原始性腺全能（2）核移植血清（或血漿）（3）細(xì)胞分化

基因的選擇性表達(dá)

（4）胚胎分割胚胎移植

1.下列關(guān)于胚胎移植的敘述中，不正確的是（）

A.胚胎移植全部屬于無性生殖

B.可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力

C.受體對(duì)移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

D.供體的主要職能變?yōu)橹划a(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎

A［移植的胚胎可以來自受精作用產(chǎn)生的受精卵發(fā)育而成的胚胎，這屬于有性生殖；也

可以來源于胚胎分割技術(shù)或核移植技術(shù)，這屬于無性生殖。］

2.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)。以下說法不正確的是（）

A.這里說的同“種”是指同一“物種”

B.加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植給我國(guó)黃牛，生出荷斯坦奶牛，說明移植成功

C.同種動(dòng)物之間的生理特征相近，進(jìn)行胚胎移植易于成功

D.哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，同種動(dòng)物生殖器官的生理變化都是一樣的

D［雌性哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時(shí)間內(nèi)，同種動(dòng)物生殖器官的生

理變化是一樣的。此處必須強(qiáng)調(diào)是在一段時(shí)間內(nèi)。］

3.下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.自體干細(xì)胞移植通常不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)

B.胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導(dǎo)分化

C.組織的細(xì)胞更新包括細(xì)胞凋亡和干細(xì)胞增殖、分化等過程

D.造血干細(xì)胞具有分