1、理解教材新知把握命题热点应用落实体验课下综合检测 课堂回扣练习 命题点一 命题点二 知识点一 知识点二 3.2 胚胎工程的应用及前景 专题3 33胚胎工程的应用及前景1胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。2胚胎移植的理论基础：(1)早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供可能。(2)受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内存活的理论基础。(3)供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育提供了可能。3胚胎移植前一般用孕激素对供、受体进行同期发情处理，用促性
2、腺激素对供体进行超数排卵处理。4胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。5胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称 ES 或 EK 细胞，形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，功能上具有发育的全能性。胚 胎 移 植1概念移植对象 雌性动物体内的_，或者通过_及其他方式得到的胚胎移植条件_、_相同的其他雌性动物的体内供体在胚胎移植中_的个体受体在胚胎移植中_的个体实质生产胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁殖后代的过程早期胚胎体外受精同种的生理状态提供胚胎接受胚胎供体受体2.意义(1)充分发挥雌性优良个体的_。(2)大大缩短了供体本身的_，增加供体一生
3、繁殖后代的数量。繁殖潜力繁殖周期3生理学基础及相应意义生理学基础意 义同种动物的供、受体排卵后生殖器官的_是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的_早期胚胎形成后，在一定时间内不会与_建立组织上的联系，而是处于_状态为胚胎的_提供了可能生理变化生理环境母体子宫游离收集生理学基础意 义受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_反应为胚胎在受体内的存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的_联系，但其_不受任何影响为移植后代胚胎继续发育提供了营养等方面的保障免疫排斥生理和组织遗传特性4.基本程序和方法(1)程序：(2)方法：_和非手术法。手术法1仔细观察教材P77牛胚胎移植流程图，思考以下问题：(1
4、)胚胎移植时为什么两次使用激素？提示：第一次用激素对供、受体进行同期发情处理，第二次用激素用于供体的超数排卵。(2)冲卵是在胚胎移植过程中的哪一步？冲卵指的是冲出卵子吗？提示：第步需要进行冲卵。冲卵是指将供体母畜体内的早期胚胎冲出来，而不是把卵子冲出来。(3)胚胎移植过程中需要进行几次检查？检查内容分别是什么？提示：两次检查。第一次在冲卵后，对胚胎进行质量检查；第二次对受体母牛进行是否妊娠的检查。2胚胎移植的繁殖方式一定是有性繁殖吗？为什么？提示：不一定。胚胎移植的繁殖方式取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的。若由受精卵形成的，则为有性繁殖，否则为无性繁殖。1获取
5、胚胎供体的途径(1)雌性动物体内的早期胚胎。(2)通过体外受精和早期胚胎的培养得到。(3)通过哺乳动物体细胞核移植及培养得到。2胚胎移植成功与否的两个重要条件(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同：供、受体雌性动物的发情时间一致；移入受体子宫内胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。3胚胎移植时供体的主要职能及受体必须具备的条件(1)供体具备的职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。(2)受体具备的条件：健康的体质和正常的繁殖能力。同种的、生理状态相同的其他雌性动物，没有生殖隔离，生理环境相同。4在胚胎移植操
6、作中对供体和受体母畜进行同期发情处理的目的在胚胎移植操作中应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理状态达到同步或一致，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，这是胚胎移植成功的关键。5胚胎移植的意义(1)加速育种工作和品种改良。(2)节省大量购买种畜的费用。(3)一胎多产。(4)保存优良品种资源和濒危物种。(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。胚胎分割与胚胎干细胞1胚胎分割(1)概念：对象早期胚胎方法机械方法目的获得_或多胎特点来自同一胚胎的后代具有_实质胚胎分割可以看做动物_或_的方法之一同卵双胎相同的遗传物质
7、无性繁殖克隆(2)操作过程：2胚胎干细胞(1)来源：由_或_中分离出来的一类细胞。(2)特点：形态上：_小、_大、_明显。功能上：具有发育的_。体外培养条件下，可以_而不发生_。对它可以进早期胚胎原始性腺体积细胞核核仁全能性增殖分化行冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)应用：可以用于治疗人类的某些_。可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的_和器官移植后_的问题。是研究体外_的理想材料。可用于对哺乳动物_和_的研究。顽症供体器官不足免疫排斥细胞分化个体发生发育规律1胚胎分割有什么意义？为什么要在桑椹胚或囊胚期进行分割？提示：胚胎分割的意义是提高胚胎利用率。处理的时期是桑椹胚期或囊胚期，因为此
8、时还未出现细胞的分化(具有全能性)。提示：不能。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。2阅读教材P78胚胎分割的发展简史，想一想早期胚胎能不能无限分割。3囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育成胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。1胚胎分割的过程和注意事项(1)过程：将发育良好的胚胎移入含操作液的培养皿中 在显微镜下切割胚胎或采用酶处理桑椹胚的细胞 分割胚
9、胎或细胞移植给受体或体外培养到囊胚阶段 移植到受体内，着床发育产仔(2)注意事项：对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。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。2胚胎干细胞的培养过程3胚胎干细胞的种类(1)胚胎发育过程中不同干细胞的发育分化过程：受精卵全能干细胞多能干细胞专能干细胞(2)三种干细胞的比较：名称全能干细胞多能干细
10、胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用 用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症例1牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答：以流程图为载体，综合考查胚胎移植与胚胎分割技术(1)图中a、b、c过程分别是指_、_、_。(2)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用动物激素进行同期发情处理，这样处理的原因是_，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。(3)
11、为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是_；处理的时期是_。(4)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()A胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，需移植到发情的母牛子宫内发育BA细胞不一定是受精卵细胞C两个胚胎具有不同遗传物质D图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段思路点拨精讲精析(1)图示a、b、c过程依次为对供体母牛进行超数排卵处理、配种后胚胎的收集和向受体母牛的胚胎移植。(2)为使受体接受胚胎应对供受体进行同期发情处理。(3)为提高胚胎利用率宜采取胚胎分割移植技术。(4)胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状；和两个胚胎是由同一胚胎分割而来，其遗传物质相同；在胚胎分割移植
12、时，胚胎未发育到原肠胚阶段；A细胞也可以为核移植的重组细胞。答案(1)超数排卵处理 胚胎的收集 胚胎移植(2)使供、受体母牛处于相同的生理状态(3)胚胎分割移植 囊胚期或桑椹胚期(4)B以最新科研成果为背景，考查胚胎干细胞的研究与应用例2 下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答：(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从_和_中分离获取。(2)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(
13、3)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(4)过程是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。(5)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。精讲精析(1)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。(2)胚
14、胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，可用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(4)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(5)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。答案(1)早
15、期胚胎 原始性腺(2)营养物质 防止杂菌污染(3)发育全能性 原肠胚(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用 显微注射法(5)使移植组织细胞不会被排斥 临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等理论上讲，ES细胞可以分化成各种组织细胞，并可形成各种器官。但是，目前从ES细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不是十分清楚，这限制了ES细胞的临床应用。课堂回扣练习1下列关于胚胎移植的叙述错误的是()A超数排卵技术要使用一定的激素B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的D试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管
16、中进行解析：胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、人工授精、自然配种或核移植而来的。答案：C 2下列关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是()A动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞B胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能C胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同D胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型解析：胚胎干细胞主要来源于囊胚期的内细胞团；胚胎干细胞具有发育的全能性，也可在体外培养时诱导为不同的机体组织；细胞分化是基因选择性表达的过程，细胞中的遗传物质并不发生改变。答案：A 3(江苏高考)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B
17、受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低答案：D 解析：对供体和受体母牛进行同期发情处理，所用激素相同，但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素，对受体母牛则不需要；受精可在体内进行；冲卵得到的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚方可移植；到目前为止，最常见的是分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功率很低。4胚胎分割技术是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是()A胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份B胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C胚胎分割技术是有性生殖的方式，因此不属于克隆D胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎解析：胚胎分割的时期
18、是桑椹胚或囊胚期，而且不能无限分割。胚胎分割技术是将同一胚胎分割成几部分，产生遗传物质完全相同的后代，因此是一种无性繁殖的方式，也属于动物克隆的一种方法。答案：B 5(山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移
19、入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。解析：(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中保存。(4)iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。答案：(1)原代培养 接触抑制(2)冲卵(或：冲胚)体外受精(或：核移植)(3)胚胎移植 冷冻(或：低温)(4)内细胞团 诱导分化课下综合检测见课时跟踪检测(十一)
