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
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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(rèn)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(jìn)展和應(yīng)用價(jià)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(diǎn)及基本過程和注意事項(xiàng);接著講解胚胎干細(xì)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(diǎn)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(xiàng)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(xì)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(gè)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(gè)體。受體:接受胚胎的個(gè)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(gè)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(fèi)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(shí)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(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們的生理?xiàng)l件達(dá)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(shí)間一致。同時(shí)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(shí)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(rèn)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(gè)步驟?(1)供體、受體的選擇和處理(2)配種或進(jìn)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(jìn)行選擇,供體:遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體;受體:健康和正常繁殖能力的個(gè)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(xì)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(jìn)行沖卵?,(5)對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,你知道檢查的目的嗎?此時(shí)胚胎處于什么時(shí)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(jìn)行是否妊娠的檢查,(9)受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,①該過程中兩次使用促性腺激素,第一次對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理;第二次用于供體的超數(shù)排卵。②該過程中的兩次檢查:第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查;第二次對受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。③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。④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(jìn)行。(2)進(jìn)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(gè)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(diǎn)(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(jī)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(diǎn):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(xì)胞的全能性。所以胚胎分割的時(shí)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(shí)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(gè)胚胎,注入預(yù)先準(zhǔn)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(gè)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(xiàng):①對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。原因:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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(xì)胞,其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng),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。,②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(xì)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(xì)胞數(shù)會越少,而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)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(xì)胞,閱讀課本,思考以下問題:(1)什么是胚胎干細(xì)胞?簡稱是什么?(2)胚胎干細(xì)胞的來源。(3)胚胎干細(xì)胞的特性。(4)胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。,,干細(xì)胞,干細(xì)胞是一種具有多項(xiàng)分化潛能和自我復(fù)制、更新能力的原始未分化細(xì)胞,是形成哺乳類各種組織器官的祖宗細(xì)胞。,干細(xì)胞可以通過以下四個(gè)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(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)桑椹胚及以前(如受精卵)由內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞、原始性腺細(xì)胞分離出來能發(fā)育成完整個(gè)體多能干細(xì)胞(成體干細(xì)胞)能分化出動物體內(nèi)的多種組織(造血干細(xì)胞)專能干細(xì)胞如成肌細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)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(diǎn),概念:由或中分離出來的一類細(xì)胞。簡稱ES或EK細(xì)胞。,早期胚胎,原始性腺,胚胎干細(xì)胞,形態(tài)、功能,形態(tài):體積小、細(xì)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(jìn)行遺傳改造。,.全能細(xì)胞,胚胎干細(xì)胞,,,.,.分類,,(1)治療人類的某些頑癥。人類由于細(xì)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(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植ES細(xì)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(shí)驗(yàn)方面,用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)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(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。,1.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中,錯(cuò)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(jìn)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(jìn)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(yùn)行,A,4.利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭,實(shí)現(xiàn)此過程的重要原因是()A.細(xì)胞分裂B.細(xì)胞特化C.細(xì)胞分化D.細(xì)胞增殖,C,- 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