1、33 胚胎工程的应用及前景学习导航1.简述胚胎移植的现状和意义。2.结合所学知识了解胚胎移植的生理学基础及胚胎移植的基本程序。重、难点3.了解胚胎分割的概念、意义及操作过程。重点4.了解胚胎干细胞的特性及应用。重点新知初探思维启动 一、胚胎移植 1.概念：指将雌性动物体内的_或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、_相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。2.实质：生产胚胎的_和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。早期胚胎生理状态供体3.在胚胎工程中的地位(1)地 位：是 胚 胎 工 程 其 他 技 术 的_。(2)原因：转基因、核移植、体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植
2、给_才能获得后代。最后一道“工序”受体4.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母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态 为胚胎的收集提供了可能 受体对外来胚胎基本上不发生_ 为胚胎在受体内存活提供了可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的_联系，但其遗传特性不受影响 为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 生理变化生理环境免疫排斥反应生理和组织想一想 1胚胎移植过程中，对供受体的选择，有哪些要求？【提示】供体需要遗传性能和生产性能优秀，受体要求有健康的体质和正常繁殖能力。
3、二、胚胎分割 1.概念：指采用_方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，所得后代遗传物质_。2.仪器设备：_和显微操作仪。3.操作程序(1)选择发育良好、形态正常的_或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。机械相同实体显微镜桑椹胚(2)分割针或分割刀片切开胚胎，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半胚移植入受体。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_。4.注意事项：分割时要将内细胞团_分割，否则会影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育。内细胞团滋养层性别鉴定均等想一想 2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
4、示】内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为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，会出现含内细胞团多的部分发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。三、胚胎干细胞 1.来源：是由_或原始性腺中分离出来的。2.特点(1)具有胚胎细胞的特性 形态：体积小、核大、_明显；功能：具有发育的_。早期胚胎核仁全能性(2)在体外培养条件下可以增殖而不发生_。3.应用(1)治疗人类的某些顽症。(2)培育人造组织器官。(3)研究体外_的理想材料。分化细胞分化要点突破讲练互动 要点一 胚胎移植 1.胚胎移植(1)获取胚胎供体的方法
5、雌性动物体内早期胚胎。通过体外受精和早期胚胎的培养得到。通过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到。(2)胚胎受体的条件同一物种。与供体处于相同的生理状态。雌性动物。(3)移植方法：手术法和非手术法。(4)重要性：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(5)实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。2.胚胎移植的条件及意义(1)胚胎移植成功与否的两个重要条件 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”。供、受体生理状态要相同,为此必须做到：a供、受体雌性动物的发情时间一致；b移入受体子宫内的胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。(2)胚胎移植的意义 加速育种工作
6、和品种改良。大量节省购买种畜的费用。一胎多产。保存优良品种资源和濒危物种。可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力：a大大缩短了供体本身的繁殖周期。b增加供体一生繁殖后代的数量。(2012太原高二检测)如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答下列问题：例1(1)牛 胚 胎 移 植 程 序 中，通 常 是 采 用_ 进 行 同 期 发 情 处 理，然 后 用_激素使供体母牛超数排卵。(2)对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_或_阶段。(3)胚胎移植过程一般有_法和_法两种方法。(4)过程产生的犊牛的遗传物质与的遗传物 质 是 否 相 同？_。为 什 么？_。(5)进行胚胎移植的优势是_。(6)冲卵的生理基
7、础是_。【解析】本题考查胚胎移植的基本操作过程及其生理基础。胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期，通常用性激素进行处理。对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。胚胎移植一般有手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。受体母牛只是提供胚胎发育的场所。进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。【答案】(1)性激素 促性腺(2)桑椹胚 囊胚(3)手术 非手术(4)不相同 因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛，且供体胚胎的遗传物质在孕育过程中不会受受体母牛的影响而发生改变(5)充分发挥雌性优良个
8、体的繁殖能力(6)早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系互动探究(1)为胚胎在受体内存活提供可能的基础是什么？(2)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，还是冲出卵子？【提示】(1)指受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(2)冲出胚胎。【探规寻律】(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)作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良品种。(3)冲卵是将供体母畜子宫内的胚胎冲洗出来，而不是把卵子冲出来。要点二 胚胎分割 1.概念：胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成几等份，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.生殖方式：胚胎分割是动物
9、无性繁殖或克隆的方法之一。3.胚胎分割的主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。4.胚胎分割时的胚胎时期：桑椹胚或囊胚。5.意义：加快繁殖速度,提高了胚胎的利用率。6.注意事项(1)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。(2)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。特别提醒 胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一。胚胎分割是将同一胚
10、胎分割成几部分，借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式。变式训练以下关于胚胎分割移植的说法不正确的是()A就目前的胚胎分割移植而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功率较低 B胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪 C可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植 D用分割针将桑椹胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体【解析】一般到囊胚阶段出现内细胞团，它是发育为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，会出现内细胞团多的部分正常发育，少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题,所以这一阶
11、段不能随机分割。【答案】C【易误警示】(1)进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，注意在囊胚阶段分割时，分割的内细胞团要均等分割。(2)试管婴儿技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖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。变式训练胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述错误的是()A胚胎分割可以将早期胚胎分割成多份 B胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 D胚胎分割技术不能分割任意时期的胚胎解析：选C。考查胚胎分割的方法、结果、性质和时期。要点三 胚胎干细胞 1.干细
12、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育潜能的原始细胞，这部分细胞未分化或未完全分化，一旦生理需要，它们可以按照一定的途径通过分裂、分化产生机体所需的细胞。2.专能干细胞 多能干细胞 全能干细胞 特点 只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体 能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体 举例 上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞 造血干细胞 胚胎干细胞 3.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特别提醒(1)各类干细胞在体外条件下培养,可以只增殖而不分化。(2)理论上讲，ES细胞可以
13、分化成各种组织细胞，可形成各种器官。但是，目前从ES细胞向不同组织“细胞定向”的特定条件还不是十分清楚,这限制了当前ES细胞的临床应用。如图为干细胞的培养过程,请分析回答：例3(1)图中_阶段的细胞是胚胎干细胞,其特点是 _。(2)胚 胎 干 细 胞 具 有 发 育 全 能 性 的 原 因 是_。(3)请你运用上述知识举例说明胚胎干细胞在临床治疗上的应用：_。【解析】(1)该题是对干细胞的考查。胚胎干细胞可以诱导分化为不同种类的细胞，属于全能干细胞，其功能特点是具有发育为完整个体所需的全部基因；(2)内细胞团的细胞属于全能干细胞，具有细胞核大、体积小、核仁明显的特点；细胞分化的本质是基因的选择
14、性表达。(3)胚胎干细胞在临床治疗上的应用主要有：治疗人类的某些顽症，如帕金森综合征、少年糖尿病等;培育人体的组织器官等;也可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。【答案】(1)内细胞团 形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有细胞的全能性(2)胚胎干细胞包含有该物种所含的全套遗传物质,都有发育成为完整个体必需的全部基因(3)治疗白血病互动探究(1)图中的囊胚是经过有性生殖后发育得到的吗？(2)图中血液组织干细胞的主要作用是什么？【提示】(1)不是。从过程可以看出，该过程是细胞核移植技术，没有精子和卵子的受精过程，因此属于无性生殖。(2)分裂分化形成各种血细胞，如红细胞、白细胞、血小板等。