生物 3 胚胎工程 第3节 胚胎工程的应用及前景讲解 新人教版选修3.ppt

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1、生物选修生物选修3 3（人教版）（人教版）专题专题3胚胎工程胚胎工程 第第3节胚胎工程的应用节胚胎工程的应用 及前景及前景要点突破要点突破知识点知识点1 1 胚胎移植胚胎移植1 1概概念念：胚胚胎胎移移植植是是指指将将雌雌性性动动物物的的早早期期胚胚胎胎，或或者者通通过过体体外外受受精精及及其其他他方方式式得得到到的的胚胚胎胎，移移植植到到同同种种的的、生生理理状状态态相相同同的的其其他他雌雌性性动动物物的的体体内内，使使之继续发育为新个体的技术。之继续发育为新个体的技术。(1)(1)胚胚胎胎的的来来源源：雌雌性性动动物物体体内内的的早早期期胚胚胎胎；通通过过体体外外受受精精和和早早期期胚胚胎

2、胎的的培培养养得得到到；其其他他方方式式，如通过哺乳动物体细胞核移植培养获得。如通过哺乳动物体细胞核移植培养获得。(2)(2)对对受受体体的的要要求求：同同一一物物种种；与与供供体体处处于于相同的生理状态；相同的生理状态；雌性动物。雌性动物。(3)(3)胚胎的移植方法：手术法和非手术法两种。胚胎的移植方法：手术法和非手术法两种。(4)(4)在在胚胚胎胎工工程程中中所所处处的的位位置置：是是胚胚胎胎工工程程其其他他技术的最后一道技术的最后一道“工序工序”。(5)(5)实实质质：早早期期胚胚胎胎在在相相同同生生理理环环境境条条件件下下空空间间位置的转移。位置的转移。2 2意意义义：进进行行胚胚胎胎

3、移移植植的的优优势势是是可可以以充充分分发发挥挥雌雌性性优优良良个个体体的的繁繁殖殖潜潜能能。在在这这项项技技术术中中，供供体体的的主主要要职职能能变变为为只只产产生生具具有有优优良良遗遗传传特特性性的的胚胚胎胎，繁繁重重而而漫漫长长的的妊妊娠娠和和育育仔仔的的任任务务由由受受体体取取代代，这这就就大大大大缩缩短短了了供供体体本本身身的的繁繁殖殖周周期期。同同时时，在在对对供供体体施施行行超超数数排排卵卵处处理理后后，可可获获得得多多枚枚胚胚胎胎，经经移移植植可可得得到到多多个个后后代代，使使供供体体一一次次生生产产下下的的后后代代数数是是自自然然繁繁殖殖的的十几倍到几十倍。十几倍到几十倍。3

4、 3生理学基础。生理学基础。(1)(1)哺哺乳乳动动物物发发情情排排卵卵后后，不不管管是是否否妊妊娠娠，在在一一段段时时间间内内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。(2)(2)哺哺乳乳动动物物的的早早期期胚胚胎胎形形成成后后，在在一一定定时时间间内内不不会会与与母母体体子子宫宫建建立立组组织织上上的的联联系系，而而是是处处于于游游离离状状态态，这这就就为为胚胎的收集提供了可能。胚胎的收集提供了可能。(3)(3)受受体体对对移移入入子子宫宫的的外外来来胚胚胎胎基基本本上上不不发发生生免免疫疫排排斥斥反反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能

5、。应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)(4)供供体体胚胚胎胎可可与与受受体体子子宫宫建建立立正正常常的的生生理理和和组组织织联联系系，但但移移入入受受体体的的供供体体胚胚胎胎的的遗遗传传特特性性，在在孕孕育育过过程程中中不不受受任何影响。任何影响。4 4下图为基本程序图解下图为基本程序图解(以牛胚胎移植为例以牛胚胎移植为例)。例例1 1 下下列列有有关关动动物物胚胚胎胎移移植植的的叙叙述述中中，错错误误的的是是()A A受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B B受受体体母母畜畜必必须须处处于于与与供供体体母母畜畜同同步步发发情情的的状态状态C C超数排卵

6、技术要使用一定的激素超数排卵技术要使用一定的激素D D试试管管婴婴儿儿只只是是受受精精及及早早期期卵卵裂裂过过程程在在试试管管中进行中进行解解析析：胚胚胎胎移移植植其其操操作作的的对对象象是是早早期期胚胚胎胎而而不不是是受受精精卵卵，其其生生理理基基础础是是供供、受受体体排排卵卵后后产产生生相相同同的的生生理理变变化化，为为移移植植提提供供相相同同的的生生理理环环境境，超超数数排排卵卵要要对对供供体体用用促促性性腺腺激激素素进进行行处处理理，试试管管婴婴儿儿实质是实质是“体外受精体外受精”和和“胚胎移植胚胎移植”的共同产物。的共同产物。答案：答案：A A 变式迁移变式迁移1 1胚胚胎胎移移植植

7、是是指指雌雌性性动动物物的的早早期期胚胚胎胎，或或者者通通过过体体外外受受精精及及其其他他方方式式得得到到的的胚胚胎胎，移移植植到到同同种种的的、生生理理状状态态相相同同的的其其他动物的体内。以下说法不正确的是他动物的体内。以下说法不正确的是()A A这里说的同这里说的同“种种”是指同一是指同一“物种物种”B B加加拿拿大大荷荷斯斯坦坦奶奶牛牛胚胚胎胎移移植植给给我我国国黄黄牛牛，使使其其生生出出荷荷斯斯坦奶牛，可以移植成功坦奶牛，可以移植成功C C同同种种动动物物之之间间的的生生理理特特征征越越相相近近，则则进进行行胚胚胎胎移移植植越越易易于成功于成功D D不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生

8、理变化是不同的不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化是不同的解解析析：雌雌性性哺哺乳乳动动物物发发情情排排卵卵后后，不不管管是是否否妊妊娠，同种生物生殖器官的生理变化是一样的。娠，同种生物生殖器官的生理变化是一样的。答案：答案：D D点评：点评：(1)(1)胚胎移植成功与否要有两个条件：胚胎移植成功与否要有两个条件：胚胚胎胎移移植植一一般般应应在在同同种种的的雌雌性性供供体体和和受受体体之之间间进进行行。这这是是因因为为同同种种动动物物之之间间的的生生理理特特征征相相近近，进进行行胚胚胎胎移移植植容容易易成成功功。在在这这里里同同“种种”是是指指同同“物物种种”。例例如如：加加拿拿大大荷荷斯

9、斯坦坦奶奶牛牛胚胚胎移植给我国黄牛，生出了荷斯坦奶牛。胎移植给我国黄牛，生出了荷斯坦奶牛。进行胚胎移植的供体的生理状态要相同。进行胚胎移植的供体的生理状态要相同。(2)(2)胚胚胎胎移移植植对对象象是是早早期期胚胚胎胎，受受精精卵卵不不能能直直接接进行移植。进行移植。(3)(3)试试管管动动物物、克克隆隆动动物物、转转基基因因动动物物的的生生产产流流程比较：程比较：知识点知识点2 2 胚胎分割胚胎分割1 1胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆。生生物物的的无无性性繁繁殖殖方方式式统统称称为为克克隆隆。就就胚胚胎胎分分割割技技术术本本身身而而言言，是是将将同同一

10、一胚胚胎胎分分割割成成几几部部分分，借借助助胚胚胎胎移移植植技技术术产产生生遗遗传传物物质质完完全全相相同同的的后后代代，是是一一种种无无性性繁繁殖殖的的方方式式，因因此此，也属于动物克隆的一种方式。也属于动物克隆的一种方式。2 2进进行行胚胚胎胎分分割割时时，应应选选择择发发育育良良好好、形形态态正正常常的的桑桑椹椹胚胚或或囊囊胚胚。在在对对囊囊胚胚进进行行分分割割时时，务务必必将将内内细细胞胞团团均均等等分分割割，否否则则会会影影响响分分割割后后胚胚胎胎的的恢恢复复和和进进一一步步发发育。育。下下图图为为哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎分分割割和和性性别别鉴鉴定定示示意意图图。请请据据图回答下列问

11、题。图回答下列问题。(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的_。对胚胎进行分割时，要特别注意将。对胚胎进行分割时，要特别注意将_均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相相同同的的遗遗传传物物质质，因因此此，胚胚胎胎分分割割可可以以看看做做动动物物_的的方方法之一。法之一。(2)(1)(2)(1)过过程程分分割割出出的的少少量量胚胚胎胎细细胞胞用用来来做做性性别别鉴鉴定定，该该技技术术常常采用的方法是采用的方法是_。(3)(3)通

12、通常常胚胚胎胎干干细细胞胞可可以以从从_(_(写写出两种方法出两种方法)中分离得到。中分离得到。(4)(4)早早期期胚胚胎胎中中的的胚胚胎胎干干细细胞胞，不不仅仅可可以以被被用用于于哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎性性别别鉴鉴定定，还还可可被被应应用用于于_等领域。等领域。解解析析：(1)(1)胚胚胎胎分分割割要要选选择择发发育育良良好好、形形态态正正常常的的桑桑椹椹胚胚或或囊囊胚胚，分分割割时时要要注注意意将将内内细细胞胞团团均均等等分分割割，有有利利于于分分割割后后胚胚胎胎的的恢恢复复和和进进一一步步发发育育。胚胚胎胎分分割割产产生生的的后后代代遗遗传传物物质质相相同同，属属于于无无性性繁繁殖殖。

13、(2)(2)应应用用胚胚胎胎分分割割进进行行性性别别鉴鉴定定时时，要要用用Y Y染染色色体体的的DNADNA制制成成探探针针，进进行行DNADNA分分子子杂杂交交，阳阳性性反反应应为为雄雄性性。否否则则为为雌雌性性。(3)(3)哺哺乳乳动动物物胚胚胎胎干干细细胞胞来来自自囊囊胚胚的的内内细细胞胞团团或或从从原原始始性性腺腺中中分分离离获获得得。(4)(4)胚胚胎胎干干细细胞胞可可用用于于治治疗疗某某些些顽顽症症，培培育育出出人人造造组组织织器器官官进进行行移移植，研究细胞分化等。植，研究细胞分化等。答答案案：(1)(1)桑桑椹椹胚胚或或囊囊胚胚内内细细胞胞团团无无性性繁繁殖殖(或或克克隆隆)(

14、2)(2)用用基基因因探探针针进进行行DNADNA杂杂交交(3)(3)早早期期胚胚胎胎、原原始始性性腺腺(4)(4)治治疗疗人人类类的的某某些些疾疾病病(如如老老年年痴痴呆呆症症、少少年年糖糖尿尿病病等等)()(或或ESES细细胞胞体体外外诱诱导导分分化化培培育育出出人人造造组组织织器器官官用用于于器器官官移植、研究体外细胞分化等移植、研究体外细胞分化等)知识点知识点3 3 胚胎干细胞胚胎干细胞胚胚胎胎干干细细胞胞是是由由早早期期胚胚胎胎或或原原始始性性腺腺中中分分离离出出来来的的一一类类细细胞胞，包包括括人人类类早早期期胚胚胎胎的的囊囊胚胚内内细细胞胞群群。胚胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性。胎

15、干细胞具有胚胎细胞的特性。胚胚胎胎干干细细胞胞能能长长期期维维持持未未分分化化状状态态，又又有有全全能能分分化化的的潜潜能能和和无无限限增增殖殖的的能能力力，在在体体外外培培养养时时仍仍能能维维持持正常和稳定的染色体组型。在特定的环境诱导下，正常和稳定的染色体组型。在特定的环境诱导下，胚胚胎胎干干细细胞胞能能分分化化成成各各类类细细胞胞系系。因因此此，胚胚胎胎干干细细胞胞是是细细胞胞的的源源头头，是是唯唯一一不不死死的的全全能能或或多多能能细细胞胞，并并能能够够无无限限分分化化，它它能能制制造造机机体需要的全部细胞。体需要的全部细胞。关关于于胚胚胎胎干干细细胞胞的的分分离离、培培养养的的研研究

16、究，以以及及选选择择、检检测测和和全全能能性性的的维维持持，不不仅仅是是胚胚胎胎工工程程的的前前沿沿课课题题之之一一，也也是是当当前前生生命命科科学学研研究究的热门课题之一。的热门课题之一。例例3 3 动动物物和和人人体体内内具具有有分分裂裂和和分分化化能能力力的的细细胞胞称称为为干干细细胞胞。对对右右图图的的相相关关叙叙述述中中，错误的是错误的是()A Aa a过程表示干细胞能自我更新过程表示干细胞能自我更新B Bb b、c c过程表示干细胞具有分化能力过程表示干细胞具有分化能力C Ca a、b b、c c过过程程中中细细胞胞的的遗遗传传信信息息表表达达情情况不同况不同D Db b过过程程形

17、形成成的的细细胞胞直直接接组组成成器器官官，供供器器官移植使用官移植使用解解析析：据据题题图图可可知知：a a表表示示干干细细胞胞生生成成干干细细胞胞，即即干干细细胞胞的的自自我我更更新新；干干细细胞胞通通过过b b、c c生生成成了了不不同同形形态态结结构构的的细细胞胞，表表示示细细胞胞的的分分化化过过程程；细细胞胞分分化化的的原原因因是是遗遗传传物物质质的的选选择择性性表表达达，故故三三条条途途径径遗遗传传信信息息的的表表达达是是不不同同的的；细细胞胞分分化化形形成成的的是是各各种种组组织织，还还不不能能构构成成器器官。官。答案：答案：D D 变式迁移变式迁移2 2通通过过特特定定方方法法

18、，科科学学家家将将小小鼠鼠和和人人已已分分化化的的体体细细胞胞成成功功地地转转变变成成了了类类胚胚胎胎干干细细胞胞。有有关关分分化化的的体体细细胞胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是和类胚胎干细胞的描述，正确的是()A A类胚胎干细胞能够分化成多种细胞类胚胎干细胞能够分化成多种细胞B B分化的体细胞丢失了某些基因分化的体细胞丢失了某些基因C C二者功能有差异，但形态没有差异二者功能有差异，但形态没有差异D D二者基因组成相同，且表达的基因相同二者基因组成相同，且表达的基因相同解解析析：干干细细胞胞具具有有分分裂裂和和分分化化成成多多种种组组织织细细胞胞的的能能力力。有有丝丝分分裂裂产产生生的的子子

19、细细胞胞基基因因型型相相同同。在在细细胞胞分分化化过过程程中中，因因基基因因的的选选择择性性表表达达而而在在不不同同的的细细胞胞中中产产生生不不同同的的mRNAmRNA和和蛋蛋白白质质，从从而而使使细细胞胞在在形形态态、结结构构和和功功能能上上发发生生永永久久性性、不不可可恢恢复复的的变变化化分分化化。由由此此可可知知：细细胞胞分分化化的的过过程程中中，没没有有基基因因的的丢丢失失而而有有基基因因的的选选择择性性表表达达。细细胞胞分分化化是是细细胞胞形形态态功功能能上上的变化。的变化。答案：答案：A A点评：点评：(1)(1)干细胞及其种类。干细胞及其种类。干干细细胞胞是是具具有有分分裂裂和和

20、分分化化潜潜能能的的原原始始细细胞胞。依依据其分化潜能的大小，分为：据其分化潜能的大小，分为：全全能能干干细细胞胞：具具有有形形成成机机体体的的任任何何组组织织细细胞胞直至形成完整个体的潜能，如胚胎干细胞。直至形成完整个体的潜能，如胚胎干细胞。多多能能干干细细胞胞：具具有有分分化化成成多多种种组组织织细细胞胞的的潜潜能能，但但不不能能发发育育成成完完整整的的个个体体。如如骨骨髓髓造造血血干干细胞。细胞。专专能能干干细细胞胞：只只能能分分化化成成某某一一种种组组织织细细胞胞，如神经干细胞。如神经干细胞。(2)(2)白血病及其治疗。白血病及其治疗。白白血血病病主主要要是是由由于于造造血血干干细细胞

21、胞突突变变引引起起的的疾疾病病，目目前前，其其治治疗疗一一般般采采用用造造血血干干细细胞胞移移植植法法。造造血血干干细细胞胞可可来来自自骨骨髓髓、外外周周血血、脐脐带带血等。血等。本节小结本节小结核心归纳核心归纳1 1进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。2 2胚胚胎胎移移植植一一般般应应在在同同种种的的雌雌性性供供体体和和受受体体之之间间进进行，因为两者生理特征相近，易于成功。行，因为两者生理特征相近，易于成功。3 3胚胚胎胎分分割割提提高高了了胚胚胎胎的的利利用用率率，也也是是动动物物克克隆隆的的方法之一。方法之一。4 4胚胚胎胎干干细细胞胞的

22、的来来源源不不是是胚胚胎胎发发育育的的每每一一个个时时期期，只能是早期胚胎只能是早期胚胎(囊胚期之前囊胚期之前)。正误判断正误判断1 1胚胎移植可以使用发育到任何时期的胚胎。胚胎移植可以使用发育到任何时期的胚胎。()2 2受受体体对对外外来来的的胚胚胎胎基基本本上上不不发发生生免免疫疫排排斥斥反反应应。()3 3胚胚胎胎移移植植可可以以充充分分发发挥挥雌雌性性优优良良个个体体的的繁繁殖殖潜潜力力。()4 4胚胚胎胎分分割割时时最最好好选选用用发发育育良良好好、形形态态正正常常的的桑桑椹椹胚胚或或囊胚。囊胚。()5 5胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。()6 6胚胚胎胎干干细细胞胞可可以以来来源源于于早早期期胚胚胎胎，也也可可以以来来源源于于成成熟熟个体。个体。()1 1提示：提示：用于胚胎移植的胚胎必须是早期胚胎。用于胚胎移植的胚胎必须是早期胚胎。2 23 34 45 5提提示示：胚胚胎胎分分割割的的份份数数越越多多，每每一一份份的的细细胞胞数数会会越越少少，恢恢复复和和发发育育的的难难度度会会越越大大，移移植植成成功功率率会会降降低低，得得到到的的后后代代数就减少。数就减少。6 6提示：提示：胚胎干细胞只能来源于早期胚胎或原始性腺。胚胎干细胞只能来源于早期胚胎或原始性腺。