高中生物新人教版選擇性必修3胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用課件（26張）

第2章細(xì)胞工程探究一體外受精

結(jié)合教科書第60頁(yè)的圖2-22,閱讀相關(guān)內(nèi)容,說出試管動(dòng)物、體外受精的概念,概述體外受精的過程,分析體外受精的應(yīng)用及意義。1.試管動(dòng)物。指通過

使卵子在體外受精,經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為

后,再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。2.體外受精。(1)主要步驟:

、

和受精。(2)過程。人工操作早期胚胎卵母細(xì)胞的采集精子的獲取(3)應(yīng)用。①提高動(dòng)物

。②為

提供可用的胚胎。繁殖能力胚胎移植探究二

胚胎移植

結(jié)合教科書第61頁(yè)的圖2-23,閱讀相關(guān)內(nèi)容,闡明胚胎移植的概念,概述胚胎移植的步驟,探討胚胎移植的意義。1.概念。胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的

,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的

動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。(1)供體:

的個(gè)體。(2)受體:

的個(gè)體。2.步驟。

,配種或人工授精,胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存,

,以及移植后的檢查等。3.操作過程(以牛胚胎移植為例)。胚胎雌性提供胚胎接受胚胎供體、受體的選擇和處理胚胎的移植4.意義。(1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的

。(2)作為

的最終技術(shù)環(huán)節(jié),推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。繁殖潛力胚胎工程探究二

胚胎分割

結(jié)合教科書第63頁(yè)的圖2-25,閱讀相關(guān)內(nèi)容,闡明胚胎分割的概念,概述胚胎分割的操作過程,探討胚胎分割的應(yīng)用及意義。1.概念。胚胎分割是指采用

將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得

的技術(shù)。(1)理論基礎(chǔ):早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的

能力,并保持著

。(2)繁殖方式:

。2.操作過程。機(jī)械方法同卵雙胎或多胎分裂細(xì)胞全能性無性繁殖(1)胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備有哪些?提示:體視顯微鏡和顯微操作儀。(2)分割囊胚階段的胚胎時(shí),應(yīng)注意什么問題?提示:注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。3.應(yīng)用及意義。(1)促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的

。(2)對(duì)于人工控制

、動(dòng)物繁殖健康后代具有重要意義。繁殖動(dòng)物性別探究一體外受精

體外受精的實(shí)例分析閱讀下列材料,分析回答問題。“試管嬰兒”技術(shù)是指精子和卵子的結(jié)合是在試管內(nèi)進(jìn)行的,并使受精卵在適宜環(huán)境內(nèi)生長(zhǎng)、發(fā)育成胚胎,然后將胚胎移植到子宮內(nèi),使之能在子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒,最后出生的一種生育方法,這是對(duì)科學(xué)技術(shù)要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展,不僅給不孕不育夫婦帶來了希望,而且對(duì)研究人類的生殖生理、胚胎發(fā)生學(xué)以及優(yōu)生學(xué)等方面的課題,有著不可估量的積極作用。(1)“試管嬰兒”技術(shù)屬于有性生殖的范疇還是無性生殖的范疇?涉及的主要胚胎工程技術(shù)有哪些?提示:有性生殖。體外受精、胚胎移植。(2)“試管嬰兒”技術(shù)中,獲取的精子和卵母細(xì)胞可以直接進(jìn)行受精嗎?為什么?提示:不可以,需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,并將卵母細(xì)胞培養(yǎng)到MⅡ期,才能在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中完成受精。

1.卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)方法。(1)超數(shù)排卵技術(shù):促性腺激素可作用于卵巢,促進(jìn)雌激素的分泌,進(jìn)而促進(jìn)卵子的排出。給供體注射促性腺激素,可使一頭母畜一次排出比自然情況下多幾倍到幾十倍的卵子。(2)卵母細(xì)胞的培養(yǎng):不同動(dòng)物排出的卵母細(xì)胞的成熟程度不同,需在體外培養(yǎng)至MⅡ期,才能進(jìn)行體外受精。2.精子獲能處理前應(yīng)離心處理。精液由精子和精漿兩部分組成。精漿中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì),因此在一般情況下,精液中的精子無法獲能。精子獲能處理前進(jìn)行離心處理,目的是去除精漿以利于精子獲能。

【例1】下列關(guān)于試管動(dòng)物技術(shù)的敘述,正確的是()A.該技術(shù)中首先要做的是體外受精和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)B.利用該技術(shù)培育動(dòng)物的過程全部在體外進(jìn)行C.運(yùn)用該技術(shù)繁育后代的過程屬于有性生殖D.從卵巢提取的卵子直接與獲能的精子在體外受精解析:試管動(dòng)物技術(shù)中首先要做的是體外受精;胚胎移植前的過程全部在體外進(jìn)行,胚胎移植后的發(fā)育在受孕母體中進(jìn)行;運(yùn)用試管動(dòng)物技術(shù)繁育后代的過程屬于有性生殖;從卵巢提取的卵子尚未發(fā)育到MⅡ期,不能直接與獲能的精子在體外受精。答案:C【例2】下圖是體外受精技術(shù)培育試管動(dòng)物的大致流程圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.體外受精包括成熟卵子的采集、精子的獲取和受精等步

驟B.精子需要獲能后才能進(jìn)行受精C.受精時(shí)精子釋放的酶能協(xié)助其穿越透明帶D.進(jìn)行胚胎早期培養(yǎng)的目的是檢查受精狀況和受精卵的發(fā)

育能力解析:體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟;受精時(shí)精子釋放的多種酶能協(xié)助精子穿過透明帶;進(jìn)行胚胎早期培養(yǎng)的目的是檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。答案:A

探究二

胚胎移植

胚胎移植的過程長(zhǎng)期以來,優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸,近年來發(fā)展起來的細(xì)胞工程和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機(jī)。下頁(yè)左上圖為牛胚胎移植的基本程序示意圖,請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題。(1)胚胎移植過程中,對(duì)供體、受體的選擇有什么要求?提示:供體要求遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng);受體要求有健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力。(2)為什么需要對(duì)供體、受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理?提示:使供體、受體母牛生殖器官的生理變化相同,為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。(3)同期發(fā)情處理和超數(shù)排卵處理應(yīng)分別使用什么激素?提示:同期發(fā)情處理一般用孕激素,超數(shù)排卵處理需要使用外源促性腺激素。(4)受體會(huì)不會(huì)對(duì)來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?提示:大量的研究已經(jīng)證明,受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。(5)胚胎移植后,經(jīng)受體孕育的后代,其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?提示:與供體保持一致,因?yàn)楣w胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系,其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不發(fā)生變化。(6)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?提示:胚胎移植成功率的高低與供體、受體生理環(huán)境一致的程度密切相關(guān)。只有供體、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。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單地概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(1)哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后,不管是否妊娠,在一段時(shí)間內(nèi),同種動(dòng)物生殖器官的生理變化是相同的,這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。(2)哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài),這就為胚胎的收集提供了可能。(3)大量的研究已經(jīng)證明,受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。(4)供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但移入受體的供體胚胎的遺傳特性,在孕育過程中不受任何影響?！纠?】下列關(guān)于“試管牛”培養(yǎng)流程的敘述,錯(cuò)誤的是()A.過程①可對(duì)供體母牛注射促性腺激素,使其排出更多的

卵子B.過程②發(fā)生的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到

兩個(gè)極體C.過程③應(yīng)給代孕母牛注射免疫抑制劑,防止發(fā)生免疫排

斥反應(yīng)D.“試管?！钡倪z傳特性取決于供體,與代孕母牛無關(guān)解析:過程①是從供體母牛體內(nèi)獲取卵子,可對(duì)供體母牛注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵;過程②是受精作用,發(fā)生的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體;過程③是胚胎移植,因受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),所以不需要給代孕母牛注射免疫抑制劑;“試管?！钡倪z傳物質(zhì)完全來自供體,代孕母牛只為胚胎的發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)和場(chǎng)所,因此“試管?！钡倪z傳特性取決于供體,與代孕母牛無關(guān)。答案:C

探究三胚胎分割

胚胎分割的過程下圖為哺乳動(dòng)物胚胎分割和性別鑒定示意圖,請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題。(1)胚胎分割屬于無性生殖還是有性生殖?提示:無性生殖。(2)對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割?提示:若不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,則會(huì)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),含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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。(3)胚胎分割的份數(shù)越多,操作的難度越大,移植的成功率也越低,試分析其原因。提示: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(huì)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(huì)更大。因此,分割的份數(shù)越多,操作的難度越大,移植后恢復(fù)和發(fā)育的難度越大,移植的成功率自然越低。(4)將來發(fā)育為胎兒的是內(nèi)細(xì)胞團(tuán),但可以取樣滋養(yǎng)層做DNA分析,鑒定性別,試分析原因。提示:同一個(gè)胚胎的滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)。1.胚胎分割的注意事項(xiàng)。(1)分割要均等。分割囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)時(shí),一定要均等。若分割不均,會(huì)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),含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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)分割份數(shù)不能過多。分割的份數(shù)越多,每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)越少,不但難以做到均等分割,而且作為囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞所受的影響會(huì)越大。因此,分割的份數(shù)越多,操作難度越大,移植后恢復(fù)和發(fā)育的難度越大,移植的成功率越低。2.胚胎分割的繁殖方式。同一胚胎經(jīng)分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質(zhì),該過程中沒有減數(shù)分裂、有性生殖細(xì)胞的形成、有性生殖細(xì)胞的結(jié)合,屬于無性繁殖或克隆?！纠?】下列關(guān)于胚胎分割的敘述,錯(cuò)誤的是()A.胚胎分割存在一些問題,如剛出生的動(dòng)物體重偏輕、毛色

和斑紋存在差異等B.分割胚胎一般用分割針或分割刀進(jìn)行C.胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備為體視顯微鏡和顯微操

作儀D.胚胎分割是采用酶處理方法把胚胎分成更多的等份,經(jīng)移

植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)解析:雖然理論上胚胎分割后產(chǎn)生的兩個(gè)個(gè)體相同,但是有可能出現(xiàn)剛出生的動(dòng)物體重偏輕、毛色和斑紋存在差異等情況;胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備為體視顯微鏡和顯微操作儀;胚胎分割是采用分割針或分割刀在顯微鏡下將胚胎分成更多的等份,而不是用酶處理。答案:D【例5】下圖表示胚胎分割的過程,下列有關(guān)胚胎分割的說法,正確的是()A