高考生物總復習 第三章第二節(jié) 胚胎工程課件 浙教版選修3

第二節(jié)胚胎工程第二節(jié)胚胎工程核心要點突破核心要點突破情景導引情景導引基礎自主梳理基礎自主梳理知能過關演練知能過關演練第二節(jié)第二節(jié)情景導引情景導引你知道你知道“試管嬰兒試管嬰兒”嗎？世界首例試嗎？世界首例試管嬰兒于管嬰兒于1978年年7月月25日在英國的奧日在英國的奧爾德姆市醫(yī)院誕生，她的名字叫路易絲爾德姆市醫(yī)院誕生，她的名字叫路易絲布朗布朗(見右圖見右圖)。全世界的新聞媒體都。全世界的新聞媒體都把聚焦的鏡頭瞄準了她，因為她有一個把聚焦的鏡頭瞄準了她，因為她有一個特殊的稱謂：特殊的稱謂：“試管嬰兒試管嬰兒”?，F(xiàn)已成為母?，F(xiàn)已成為母親的路易絲，過著正常人的普通生活。親的路易絲，過著正常人的普通生活。思考：思考：(1)試管嬰兒是從試管里培育出來的嗎？試管嬰兒是從試管里培育出來的嗎？(2)試管嬰兒屬于無性生殖嗎？試管嬰兒屬于無性生殖嗎？【提示提示】(1)不是。不是。(2)屬于有性生殖。屬于有性生殖。基礎自主梳理基礎自主梳理一、胚胎工程一、胚胎工程1含義：通常指含義：通常指_操作技術。操作技術。2研究對象：主要限定于研究對象：主要限定于_，特別是哺乳動物。特別是哺乳動物。3研究的重點內(nèi)容：體外受精、研究的重點內(nèi)容：體外受精、_、胚胎移植、胚胎分割、胚、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞等。胎干細胞等。各種胚胎各種胚胎高等脊椎動物高等脊椎動物胚胎體外培養(yǎng)胚胎體外培養(yǎng)二、體外受精和胚胎體外培養(yǎng)二、體外受精和胚胎體外培養(yǎng)1體外受精體外受精(1)含義：采集雌性動物的含義：采集雌性動物的_和雄性動物的和雄性動物的精子，使其在試管中受精。精子，使其在試管中受精。(2)過程過程精子的采集及獲能：從附睪中取出成熟的精精子的采集及獲能：從附睪中取出成熟的精子，并放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使其達到子，并放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使其達到_狀態(tài)。狀態(tài)。卵細胞卵細胞獲能獲能卵細胞的采集：最常用的方法是卵巢經(jīng)卵細胞的采集：最常用的方法是卵巢經(jīng)_處理后，用穿刺針吸取卵泡液處理后，用穿刺針吸取卵泡液(連同卵連同卵母細胞母細胞)取出，然后在體外進行人工培養(yǎng)，促進取出，然后在體外進行人工培養(yǎng)，促進其成熟。其成熟。受精：受精：_和成熟后的卵細胞在體外和成熟后的卵細胞在體外合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精。合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精。超數(shù)排卵超數(shù)排卵獲能的精子獲能的精子思考感悟思考感悟1精子獲能是指精子獲得能量。對嗎？精子獲能是指精子獲得能量。對嗎？【提示提示】不對。指獲得受精的能力。不對。指獲得受精的能力。2胚胎體外培養(yǎng)胚胎體外培養(yǎng)(1)含義：指應用人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的含義：指應用人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的_進行體外培養(yǎng)。進行體外培養(yǎng)。(2)條件：必須配制一系列條件：必須配制一系列_，用以培養(yǎng)不同發(fā)育時，用以培養(yǎng)不同發(fā)育時期的胚胎。期的胚胎。早期胚胎早期胚胎含有不同成分的培養(yǎng)液含有不同成分的培養(yǎng)液三、胚胎移植三、胚胎移植1含義：指將經(jīng)濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)秀的含義：指將經(jīng)濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)秀的母畜，經(jīng)母畜，經(jīng)_處理，使其超數(shù)排卵后受精，然處理，使其超數(shù)排卵后受精，然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到_的代的代孕母的子宮內(nèi)，通過代孕母妊娠產(chǎn)仔的技術。孕母的子宮內(nèi)，通過代孕母妊娠產(chǎn)仔的技術。激素激素同期發(fā)情同期發(fā)情2基本過程基本過程四、胚胎分割四、胚胎分割1含義含義指借助指借助_技術將早期胚胎切割成技術將早期胚胎切割成_，再移植到代孕母子宮中發(fā)育，產(chǎn)生再移植到代孕母子宮中發(fā)育，產(chǎn)生_后后代的技術。代的技術。2優(yōu)點：可優(yōu)點：可_，是一種快速繁，是一種快速繁殖良種畜的方法。殖良種畜的方法。顯微操作顯微操作幾等份幾等份成倍增加胚胎數(shù)量成倍增加胚胎數(shù)量同卵多仔同卵多仔3過程過程思考感悟思考感悟2胚胎分割的次數(shù)越多，產(chǎn)生的新個體越多。胚胎分割的次數(shù)越多，產(chǎn)生的新個體越多。對嗎？對嗎？【提示提示】不對。次數(shù)不能太多，否則由于切不對。次數(shù)不能太多，否則由于切割時的損傷或營養(yǎng)物質過少，細胞不能發(fā)育。割時的損傷或營養(yǎng)物質過少，細胞不能發(fā)育。五、胚胎干細胞五、胚胎干細胞(ES細胞細胞)1含義：當受精卵分裂發(fā)育成早期胚胎含義：當受精卵分裂發(fā)育成早期胚胎(囊胚囊胚)時，時，_的細胞。的細胞。2特點：是一種未分化細胞，具有特點：是一種未分化細胞，具有_和二倍體核型。和二倍體核型。3培養(yǎng)培養(yǎng)(1)關鍵：需要一種關鍵：需要一種_，既能促進胚胎干，既能促進胚胎干細胞的生長，同時還要抑制胚胎干細胞的分化。細胞的生長，同時還要抑制胚胎干細胞的分化。內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團發(fā)育全能性發(fā)育全能性培養(yǎng)體系培養(yǎng)體系(2)流程流程4胚胎干細胞核移植胚胎干細胞核移植含義：指把胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞含義：指把胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中，經(jīng)過中，經(jīng)過_、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物的技術。由受體完成克隆動物的技術。胚激活胚激活核心要點突破核心要點突破體外受精體外受精1含義：指哺乳動物的精子和卵細胞在體含義：指哺乳動物的精子和卵細胞在體外人工控制的環(huán)境中完成受精的過程。外人工控制的環(huán)境中完成受精的過程。2基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、養(yǎng)、溫度、pH等，使卵細胞成熟，同時使等，使卵細胞成熟，同時使精子獲能，最終完成受精作用，并有計劃精子獲能，最終完成受精作用，并有計劃地保存胚胎等。地保存胚胎等。3具體需要技術具體需要技術(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)。卵母細胞的采集和培養(yǎng)。(2)精子的采集和獲能。精子的采集和獲能。(3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞結合。受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞結合。 關于牛體外受精胚胎工廠化生產(chǎn)的敘述正關于牛體外受精胚胎工廠化生產(chǎn)的敘述正確的是確的是()A精子和卵細胞受精形成受精卵后即可移入母精子和卵細胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宮牛子宮B采集的卵母細胞應立即與精子共同放入培養(yǎng)采集的卵母細胞應立即與精子共同放入培養(yǎng)液中形成受精卵液中形成受精卵C成熟卵細胞與獲能的精子相遇形成受精卵需成熟卵細胞與獲能的精子相遇形成受精卵需培養(yǎng)到一定階段才可移植培養(yǎng)到一定階段才可移植D體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即胚胎發(fā)育和受體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進行精過程只需在體外進行【解析解析】卵細胞要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，卵細胞要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精，受精卵發(fā)育到囊胚階才能與獲能的精子受精，受精卵發(fā)育到囊胚階段才能移植，移植入母體后繼續(xù)發(fā)育形成幼體段才能移植，移植入母體后繼續(xù)發(fā)育形成幼體產(chǎn)出。產(chǎn)出?！敬鸢复鸢浮緾【互動探究互動探究】(1)試管嬰兒的受精、發(fā)育都是試管嬰兒的受精、發(fā)育都是在體外進行的嗎？在體外進行的嗎？(2)動物胚胎培養(yǎng)液的成分是怎樣的？動物胚胎培養(yǎng)液的成分是怎樣的？【提示提示】(1)體外受精，體內(nèi)發(fā)育。體外受精，體內(nèi)發(fā)育。(2)見見“探規(guī)尋律探規(guī)尋律”。【探規(guī)尋律探規(guī)尋律】動物胚胎培養(yǎng)液成分與動物細動物胚胎培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液成分比較胞培養(yǎng)液成分比較項目項目動物胚胎培養(yǎng)動物胚胎培養(yǎng)液液動物細胞培養(yǎng)液動物細胞培養(yǎng)液鹽類鹽類無機鹽、有機無機鹽、有機鹽鹽無機鹽、微量元無機鹽、微量元素素營養(yǎng)物質營養(yǎng)物質氨基酸、核苷氨基酸、核苷酸酸糖、氨基酸糖、氨基酸調(diào)節(jié)物質調(diào)節(jié)物質維生素、激素維生素、激素促生長因子促生長因子共有成分共有成分血清血清1胚胎移植的概念分析胚胎移植的概念分析對于胚胎移植的概念，可從以下幾個方面掌握：對于胚胎移植的概念，可從以下幾個方面掌握：(1)胚胎的來源胚胎的來源雌性動物體內(nèi)的早期胚胎。雌性動物體內(nèi)的早期胚胎。通過體外受精和早期胚胎培養(yǎng)得到的。通過體外受精和早期胚胎培養(yǎng)得到的。其他方式，如通過哺乳動物體細胞核移植及培其他方式，如通過哺乳動物體細胞核移植及培養(yǎng)而得到的。養(yǎng)而得到的。胚胎移植胚胎移植(2)對受體的要求對受體的要求同一物種。同一物種。與供體處于相同的生理狀態(tài)。與供體處于相同的生理狀態(tài)。雌性動物。雌性動物。(3)胚胎的移植方法：手術法和非手術法兩種。胚胎的移植方法：手術法和非手術法兩種。(4)在胚胎工程中所處的位置：是胚胎工程其他在胚胎工程中所處的位置：是胚胎工程其他技術的最后一道技術的最后一道“工序工序”。(5)實質實質 胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。的受體共同繁殖后代的過程。2胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序可以以牛胚胎移植為例，把胚胎移植的基本程可以以牛胚胎移植為例，把胚胎移植的基本程序用流程圖形式表示出來。序用流程圖形式表示出來。3胚胎移植的生理學基礎胚胎移植的生理學基礎(1)供體與受體相同的生理環(huán)境：哺乳動物發(fā)情供體與受體相同的生理環(huán)境：哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供體、受體生殖器官的生理變化是相同動物的供體、受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。生理環(huán)境。(2)早期胚胎處于游離狀態(tài)：哺乳動物的早期胚早期胚胎處于游離狀態(tài)：哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。胎的收集提供了可能。(3)受體對外來胚胎的認可：大量的研究已經(jīng)證受體對外來胚胎的認可：大量的研究已經(jīng)證明，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生明，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了免疫排斥反應，為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。可能。(4)供體胚胎與受體正常聯(lián)系的建立：供體胚胎供體胚胎與受體正常聯(lián)系的建立：供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。中不受任何影響。特別提醒特別提醒不同動物胚胎移植時間不同不同動物胚胎移植時間不同(1)桑椹胚階段、囊胚階段：牛、羊。桑椹胚階段、囊胚階段：牛、羊。(2)8或或16細胞胚階段：小鼠、家兔。細胞胚階段：小鼠、家兔。(3)4細胞胚階段：試管嬰兒。細胞胚階段：試管嬰兒。 下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是是()A受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植B受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)態(tài)C超數(shù)排卵技術要使用一定的激素超數(shù)排卵技術要使用一定的激素D試管嬰兒的受精及胚胎發(fā)育過程在試管內(nèi)完試管嬰兒的受精及胚胎發(fā)育過程在試管內(nèi)完成成【嘗試解答嘗試解答】_ D _【解析解析】胚胎移植的操作對象是早期胚胎；胚胎移植的操作對象是早期胚胎；其生理基礎是供、受體排卵后產(chǎn)生相同的生理其生理基礎是供、受體排卵后產(chǎn)生相同的生理變化，為移植提供相同的生理環(huán)境；超數(shù)排卵變化，為移植提供相同的生理環(huán)境；超數(shù)排卵要對供體用促性腺激素進行處理；試管嬰兒只要對供體用促性腺激素進行處理；試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行。是受精及早期卵裂過程在試管中進行?！咎揭?guī)尋律探規(guī)尋律】胚胎移植成功與否的兩個條件：胚胎移植成功與否的兩個條件：(1)同種同種(物種物種)動物之間進行。動物之間進行。(2)供、受體生理狀態(tài)相同。供、受體生理狀態(tài)相同。發(fā)情時間一致。發(fā)情時間一致。移入受體子宮的位置與其在供體內(nèi)的位置相移入受體子宮的位置與其在供體內(nèi)的位置相同或相似。同或相似。跟蹤訓練跟蹤訓練關于關于ES細胞的應用的敘述，錯誤的細胞的應用的敘述，錯誤的是是()A可以用于治療由于細胞壞死、退化或功能異可以用于治療由于細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病常引起的疾病B在體外誘導分化可培育出人造組織器官在體外誘導分化可培育出人造組織器官C是研究體外細胞分化的理想材料是研究體外細胞分化的理想材料D不能用于治療糖尿病、肝衰竭等疾病不能用于治療糖尿病、肝衰竭等疾病解析：解析：選選D。ES細胞分化程度低，具有發(fā)育成細胞分化程度低，具有發(fā)育成完整個體的潛能?？捎糜隗w外誘導分化，可培完整個體的潛能?？捎糜隗w外誘導分化，可培育出各種組織器官，治療細胞壞死、功能異常育出各種組織器官，治療細胞壞死、功能異常等引起的疾病。等引起的疾病。1胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆生物的無性繁殖方式統(tǒng)稱為克隆。就胚胎分割生物的無性繁殖方式統(tǒng)稱為克隆。就胚胎分割技術本身而言，是將同一胚胎分割成幾部分，技術本身而言，是將同一胚胎分割成幾部分，借助胚胎移植技術產(chǎn)生遺傳物質完全相同的后借助胚胎移植技術產(chǎn)生遺傳物質完全相同的后代，是一種無性繁殖的方式，因此，也屬于動代，是一種無性繁殖的方式，因此，也屬于動物克隆的一種方法。物克隆的一種方法。胚胎分割胚胎分割2具體操作具體操作以二分胚胎的分割和移植為例以二分胚胎的分割和移植為例用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，或半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植入受體。實踐證明，采用胚直接將裸半胚移植入受體。實踐證明，采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的，胎分割技術產(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很小。胎，而同卵多胎成功的比例很小。3注意事項注意事項具體操作時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。否具體操作時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。特別提醒特別提醒胚胎分割選擇的胚胎是桑椹胚或囊胚，因為此胚胎分割選擇的胚胎是桑椹胚或囊胚，因為此時細胞處于未分化狀態(tài)，是全能細胞，注意分時細胞處于未分化狀態(tài)，是全能細胞，注意分割時應將內(nèi)細胞團均等分割，而不是將胚胎均割時應將內(nèi)細胞團均等分割，而不是將胚胎均等分割。等分割。 關于胚胎分割移植，以下說法不正確的是關于胚胎分割移植，以下說法不正確的是()A胚胎分割移植可產(chǎn)生基因型相同的新個體胚胎分割移植可產(chǎn)生基因型相同的新個體B在理論上胚胎分割次數(shù)越多產(chǎn)生新個體越多在理論上胚胎分割次數(shù)越多產(chǎn)生新個體越多C胚胎分割移植屬于有性生殖胚胎分割移植屬于有性生殖D胚胎分割若在囊胚期，內(nèi)細胞團要均等分割，胚胎分割若在囊胚期，內(nèi)細胞團要均等分割，否則不易成功否則不易成功【嘗試解答嘗試解答】 _ C_ 【解析解析】胚胎分割移植產(chǎn)生基因型相同的后胚胎分割移植產(chǎn)生基因型相同的后代，屬于克隆，是無性生殖。代，屬于克隆，是無性生殖?！净犹骄炕犹骄俊?1)一般來說，胚胎分割能選擇一般來說，胚胎分割能選擇在原腸胚階段嗎？在原腸胚階段嗎？(2)對囊胚階段的胚胎進行分割時，為什么要將對囊胚階段的胚胎進行分割時，為什么要將內(nèi)細胞團均等分割？內(nèi)細胞團均等分割？【提示提示】(1)不能。不能。(2)若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)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)育等問部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。題。【易誤警示易誤警示】誤區(qū)誤區(qū)表現(xiàn)表現(xiàn)錯解歸因錯解歸因正確觀點正確觀點胚胎胚胎分割分割屬于屬于有性有性生殖生殖據(jù)被分割胚胎據(jù)被分割胚胎的來源理解所的來源理解所致致胚胎分割的生殖性質胚胎分割的生殖性質不是依據(jù)被分割胚胎不是依據(jù)被分割胚胎的來源確定的，而是的來源確定的，而是依據(jù)分割成的胚胎和依據(jù)分割成的胚胎和被分割胚胎的關系確被分割胚胎的關系確定的。由被分割胚胎定的。由被分割胚胎到分割成的胚胎應為到分割成的胚胎應為無性生殖無性生殖