高中生物 專題3 胚胎工程 3.3《胚胎工程的應(yīng)用及前景》課件 新人教版選修3.ppt

專題3胚胎工程,課題3胚胎工程的應(yīng)用及前景,1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割；2.認同胚胎移植在胚胎工程中的作用和地位；3.關(guān)注胚胎工程的研究進展和應(yīng)用價值。,以“胚胎發(fā)育”為背景材料，導(dǎo)入新課；首先直接闡明胚胎工程涉及的操作技術(shù)，再提出胚胎移植技術(shù)，先從概念入手，了解胚胎移植的含義及在胚胎工程中的地位，再具體學(xué)習(xí)胚胎移植的基本程序，然后學(xué)習(xí)胚胎分割技術(shù)的概念，特點及基本過程和注意事項；接著講解胚胎干細胞的相關(guān)知識；最后通過課堂檢測，完善內(nèi)化課堂知識。胚胎移植是我們重點學(xué)習(xí)的內(nèi)容，先從胚胎移植的概念導(dǎo)入，通過圖片和文字相結(jié)合的方式，形象的學(xué)習(xí)胚胎移植技術(shù)；使學(xué)生知道胚胎移植的技術(shù)及在胚胎工程中的地位，即體外受精、胚胎分割等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。,胚胎發(fā)育,胚胎工程技術(shù)：胚胎移植體外受精胚胎分割胚胎干細胞培養(yǎng)胚胎冷凍保存技術(shù)性別控制技術(shù)等目前應(yīng)用較多的是：胚胎移植、胚胎分割、體外生產(chǎn)胚胎技術(shù)。,1.概念:將雌性動物體內(nèi)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)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。,一、胚胎移植,胚胎的來源：雌性動物體內(nèi)的早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到的胚胎。供體：提供胚胎的個體。受體：接受胚胎的個體。受體的條件：同種、生理狀態(tài)相同的雌性動物。,2.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。,3.胚胎移植的現(xiàn)狀和意義,(1)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。(2)加速育種工作和品種改良；(3)大量節(jié)省購買種畜的費用；(4)一胎多產(chǎn)；(5)保存品種資源和瀕危物種；,4.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ),(1)供體和受體相同的生理環(huán)境；(2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；(3)受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥；(4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有改變。,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？,答案：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)的受體子宮角對應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。,2、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)移。你認為這樣的概括正確嗎？正確。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。,5、胚胎移植的基本程序思考胚胎移植的基本程序包括哪幾個步驟？（1）供體、受體的選擇和處理（2）配種或進行人工受精（3）胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存（4）胚胎移植（5）移植后的檢查,（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）采集卵母細胞方法：超數(shù)排卵具體做法：注射促性腺激素,（3）配種或人工受精,精子來源：同種優(yōu)良的雄性動物。,（4）胚胎的收集,在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。,為什么在第7天進行沖卵？,（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？,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的條件是什么？胚胎為什么要保存？,（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。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,該過程中兩次使用促性腺激素，第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。該過程中的兩次檢查：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。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。沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子。,（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。,胚胎移植成功與否要有兩個條件,選擇,供體母牛,受體母牛,同期發(fā)情處理,超數(shù)排卵,配種,沖卵,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),胚胎移植,妊娠檢查,供體公牛,分娩（胚胎移植的犢牛）,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)，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，或直接將裸半胚移植給受體。,選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。,基本過程：,7.操作注意事項：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。,胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移植的成功率也越低。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(fù)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。,干細胞,干細胞是一種具有多項分化潛能和自我復(fù)制、更新能力的原始未分化細胞，是形成哺乳類各種組織器官的祖宗細胞。,干細胞可以通過以下四個途徑獲得：(1)從體外培養(yǎng)的胚胎獲得；(2)從早期流產(chǎn)的胎兒中獲得；(3)從克隆的胚胎中獲得；(4)從成體中獲得。,全能干細胞（胚胎干細胞）桑椹胚及以前（如受精卵）由內(nèi)細胞團細胞、原始性腺細胞分離出來能發(fā)育成完整個體多能干細胞(成體干細胞)能分化出動物體內(nèi)的多種組織（造血干細胞）專能干細胞如成肌細胞、皮膚生發(fā)層細胞等能分化出特定的（一種或兩種）組織,.應(yīng)用,按照分化潛能大小來分類:,.特點,概念：由或中分離出來的一類細胞。簡稱ES或EK細胞。,早期胚胎,原始性腺,胚胎干細胞,形態(tài)、功能,形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯功能：具有發(fā)育的全能性，可以分化成任何一種組織。體外培養(yǎng)，只增殖不分化?？衫鋬霰４?；可進行遺傳改造。,.全能細胞,胚胎干細胞,.,.分類,（1）治療人類的某些頑癥。人類由于細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，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(xué)上尚未攻克的頑癥。利用ES細胞可以誘導(dǎo)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(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導(dǎo)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。,閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，說說胚胎干細胞有什么具體用途？,（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(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，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(dǎo)因子：誘導(dǎo)ES細胞向不同類型的組織細胞分化。,1.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是（）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,2.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,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)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,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,