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1、3.3 胚胎工程的应用及前景 课程标准 列举举胚胎工程的应应用实实例。课标解读1.结合牛胚胎移植示意图图，认认真理解胚胎移植的生理基础础，并能叙述胚胎移植的具体操作程序。2.根据胚胎发发育各个阶阶段的特点，识记进识记进 行胚胎切割所需的仪仪器和注意事项项，并能了解其实际实际 意义义。3.依据胚胎干细细胞的分离途径，知道胚胎干细细胞的分类类、功能和具体用途。1胚胎工程技术胚胎工程技术术目前在生产产中应应用较较多的是家畜的 、和 。胚胎移植胚胎分割胚胎移植体外生产产胚胎技术术2胚胎移植(1)概念对象： 或者通过其他方式得到的胚胎。移植条件： 、 相同的其他雌性动物体内。供体：在胚胎移植中 的个体。
2、受体：在胚胎移植中 的个体。地位：是胚胎工程的 一道“工序”。雌性动动物体内的早期胚胎同种的生理状态态提供胚胎接受胚胎最后(2)胎胎移植的意义义充分发挥发挥 雌性优优良个体的 ，大大缩缩短了周期，增加供体一生繁殖后代的数量。(3)胚胎移植的基本程序和方法程序：供、受体的选择选择 和 进进行 或人工授精胚胎的 、检查检查 、 或保存 。方法：胚胎移植的方法有 、 。(4)胚胎移植的实质实质早期胚胎在相同生理环环境条件下 。繁殖潜力供体本身的繁殖处处理配种收集培养胚胎移植及移植后的检查检查 手术术法非手术术法空间间位置的转转移思维激活1 对于准备备移植的小牛胚胎移植到任何母牛子宫宫内都能发发育吗吗
3、？提示 不能，供体和受体母牛必须处于生理状态相同的条件下才能进行胚胎移植，并且受体母牛是健康的。1胚胎移植过程2胚胎移植成功与否的两个条件(1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。(2)供、受体生理状态要相同应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。3胚胎移植的意义(1)加速育种工作和品种改良。(2)大量节省购买种畜的费用。(3)一胎多产。(4)保存优良品
4、种资源和濒危物种。(5)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；大大缩短了供体本身的繁殖周期。增加供体一生繁殖后代的数量。特别提醒 (1)为胚胎在受体内存活提供可能的基础就是指受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(2)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而不是冲出卵子。(3)哺乳动物发情排卵后，不管雌性动物妊娠与否，都会产生黄体，并维持一段时间，称为黄体期。在这段时间里，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。(4)不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移植；小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植；人的体外受精胚胎，可在816个细胞阶段移植。【巩固1】 下图为图
5、为 胚胎移植过过程示意图图，请请回答以下问题问题。(1)胚胎移植对对甲、乙、丙牛的要求分别别是_、_和_。丁牛为为_。(2)过过程、分别别是_和_。(3)欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进进行_。(4)过过程常用_方法对对甲牛进进行处处理。解析 仔细观察图解，先判断出过程、分别为同期发情处理、胚胎移植和超数排卵，进一步确定对甲牛超数排卵处理的方法是注射促性腺激素。胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优质牛，受体牛为普通牛即可。答案 (1)优质质母牛 普通母牛 优质优质 公牛 有价值值的后代(优质优质 牛) (2)同期发发情处处理 胚胎移植 (3)胚胎分割 (4)注射促性腺激素 1概念指采
6、用 方法将 切割成2等份、4等份或8等份等，经经移植获获得 的技术术。2主要仪器设备和 。3繁殖方式生殖。4特点后代 相同。胚胎分割机械早期胚胎同卵双胎或多胎实实体显显微镜镜显显微操作仪仪无性遗传遗传 性状胚 胎 分 割5操作程序(1)选择 、形态正常的 或 ，移入盛有 的培养皿中。(2)用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空 中，或直接将 移植入受体。分割囊胚时要将 均等分割。此时还可用分割针分割 ，做胚胎DNA分析 。思维激活2 胚胎分割在什么时期进行，为什么要将内细胞团均等分割？发发育良好桑椹胚囊胚操作液透明带带祼半胚内细细胞团团滋养层层性别鉴别鉴 定提示 胚
7、胎分割时的胚胎时期是桑椹胚或囊胚。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和发育。2特点每个后代具有相同的遗传特性。3胚胎的选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。4过程5意义加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。特别提醒 分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。【巩固2】 下图图是利用胚胎工程技术术培育优质优质 奶牛的主要步骤骤，下列叙述正确的是 ( )。A胚胎移植可以定向产产生基因突变变B可选择选
8、择 在桑椹胚期进进行胚胎分割C两个胚胎具有不同遗传遗传 物质质D可移植到任何母牛子宫宫内发发育解析 该技术是胚胎分割移植技术。基因突变是不定向的，胚胎移植中不可能产生定向的基因突变，所以A错误。胚胎分割一般选择发育良好的桑椹胚或囊胚，B正确。分割后的胚胎具有相同的遗传物质，C错误。发育的胚胎要移植到经过同期发情处理的同种母牛的子宫内发育，所以D错误。答案 B1来源由 或 中分离出来的一类细类细 胞。2特点(1)在形态态上表现为现为 ： 、 、 。(2)在功能上：具有发发育的 。(3)在体外培养条件下，可以只 ，而 。可以对对它进进行冷冻冻保存，也可以进进行遗传遗传 改造。胚胎干细细胞早期胚胎原
9、始性腺体积积小细细胞核大核仁明显显全能性增殖不分化胚胎干细胞3主要用途(1)用于治疗 。(2)培育出 。(3)揭示 和 的机理。(4)用于哺乳动物的 和 的研究。思维激活3 用患者本人的干细胞诱导分化所得到的器官进行移植，其最大的优点是什么？提示 用患者本人的干细胞诱导分化所得到的器官进行移植，最大的优势在于没有免疫排斥。人类的某些顽症人造组织组织 器官细细胞分化细细胞凋亡个体发发育发发育规规律1干细胞概念动物(包括人)胚胎及某些器官内具有自我复制和多向分化发发育潜能的原始细细胞，这这部分细细胞未分化或未完全分化，一旦生理需要，它们们可以按照一定的途径通过过分裂、分化产产生机体所需的细细胞。2
10、干细胞的分类及特点专专能干细细胞多能干细细胞全能干细细胞 特 点只能分化成一种类类 型或功能密切相 关的两种类类型的 细细胞能分化成多种 细细胞或组织组织 ，但不能发发 育成完整个 体能形成机体的所有 组织组织 器官，发发 育成完整个体举举 例上皮组织组织 基底层层的 干细细胞，成纤维纤维 细细胞造血干细细胞胚胎干细细胞3.胚胎干细胞的应用价值ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应应用价值值。(1)ES细细胞可以被诱导诱导 分化形成新的组织细组织细 胞，移植干细细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(2)通过过ES细细胞的
11、体外诱导诱导 分化，定向培育人造组织组织 器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题问题 。(3)ES细细胞是研究体外细细胞分化的理想材料。(4)ES细细胞还还可用于对对哺乳动动物个体产产生和发发育规规律的研究。特别提醒 (1)培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制胚胎干细胞的分化。(2)获得干细胞的主要途径从体外培养的胚胎中获得。从早期流产的胎儿中获得。从克隆的胚胎中获得。从成体中获得。【巩固3】 根据以下材料，回答下列问题问题 。细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力，最终衰老死亡。但机体在发展适应过程中
12、，保留了一部分未分化的原始细胞，称为干细胞。一旦需要，这些干细胞就会按照发育途径通过分裂、分化而产生所需细胞，以保证局部损伤组织的修复。(1)人工获获得胚胎干细细胞的方法是：将细细胞核移植到去核的卵细细胞内，经过经过 一定的处处理，使其发发育到某一时时期，从而获获得胚胎干细细胞，“某一时时期”最可能是 ( )。A受精卵 B八细细胞胚 C囊胚 D原肠肠胚(2)在全能干细细胞的发发育过过程中，皮肤由_胚层发层发 育而来，眼睛由_胚层发层发 育而来，神经经系统统由_胚层发层发 育而来。(3)个体发发育过过程中最原始的细细胞是_。(4)干细细胞在临临床上应应用的最大优优点是移植器官和患者之间间无_反应应。解析 干细胞是尚未分化发育，能生成各种组织、器官的起源细胞，分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。受精卵是最原始的全能干细胞，随着胚胎发育的进行，细胞的分化程度越
