胚胎工程的应用及前景

专题3胚胎工程第3节胚胎工程的应用及前景【学习目标】1.举例说出胚胎移植和胚胎分割。2.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。3.关注胚胎工程的研究进展和应用价值。【课前预习】一．胚胎移植(预习课本74～78页，完成以下填空)1.概念：是指将雌性动物的，或者通过体外受精或其他方式得到的，移植到、的其他动物体内，使之继续发育成新个体的技术。2.胚胎移植的生理学基础第一，哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的，这就为供体的胚胎移植提供了相同的。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与建立组织上的联系，而是处于，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，大量的研究证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的，但移入的供体胚胎的不受任何影响。3.胚胎移植的基本程序【学习过程】⑴对供、受体母牛进行，并用进行⑵用激素对供体母牛做处理⑶超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工受精。⑷胚胎的收集：配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的冲洗出来（也叫）。⑸冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到阶段。⑹将收集的胚胎直接或放入－196℃的液氮中保存。⑺胚胎的移植⑻对受体母牛进行的检查。⑼受体母牛产下胚胎移植的犊牛。【小结】以“试管动物”为背景，分析完成胚胎移植的流程图受精卵后代子宫对供体、受体的选择遗传性能和生产性能的供体,选择有健康体质和正常繁殖能力的受体.用进行同期发情处理配种或人工受精检查,培养或保存对的收集胚胎移植对受体母牛进行是否的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛配种或人工授精后的第7天用特制的冲卵装置把供体母牛子宫内的冲洗出来,也叫冲卵冲卵后对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到或阶段,将收集到的胚胎直接向受体或放入—196℃的中保存（试管动物）体外受精卵母细胞的采集精子的采集体外培养体外受精胚胎移植胚胎移植基本程序胚胎移植生理学基础二、胚胎分割：（预习课本78～79页）采用机械方法将分割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得或的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的，因此，胚胎分割可以看作动物或的方法之一。1.定位:是动物的和的方法之一.2.材料:发育良好形态正常的或3.主要仪器设备：和4具体操作：用和将胚胎切开，此在盛有的培养皿中进行。【注意】：对囊胚进行分割是要注意将均匀分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步的发育.三、胚胎干细胞1.胚胎干细胞是由或中分离出来的阿一类细胞。2.特点:（1）具有胚胎细胞的特性:形态上体积,核,核仁功能上具有发育的,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.（2）在体外培养条件下，可以而不.可以对它进行,也可以进行.3.应用：①可用于研究哺乳动物；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成的特性，移植ES细胞可使的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞，定向培育出，用于，解决供体器官不足和器官移植后的问题。【反馈训练】材料一：胚胎移植的基本程序如下图(以胚胎移植为例)，请据图回答：(1)选择供体母牛、供体公牛的要求是。受体母牛必须和供体。(2)同期发情处理的方法是注射。冲卵中的“卵”是指。(3)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?()(多选)A．精子获能具有差异性B．精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导致透明带反应C．精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应D．精子入卵后，触发卵黄膜封闭作用(4)受精有关过程有：①第一次卵裂开始，②释放第二极体，⑧顶体反应，④穿越透明带，⑥雌、雄原核的形成，⑥核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为(填序号)，受精的标志是(5)一次给受体移入多胚胎，产生的多个后代，其基因型都相同吗？为什么？材料二：为大力发展我国奶牛养殖业，科学家们对育种途径进行了大胆探索，下图为相关构思过程：重组细胞早期胚胎细胞核去核卵细胞优质奶牛供体细胞受体卵母细胞胚胎2牛2犊牛2胚胎1牛1犊牛1（6）该过程所涉及的现代生物技术有、、、和。（7）目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞，原因是___________________________。（8）在供体细胞与受体卵母细胞结合之前，先要去掉受体卵母细胞的核的原因是：。材料三：运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞（ES细胞）。（9）在培养过程中，必须用处理内细胞团，使之分散成单个细胞。体外培养胚胎干细胞时，通常要加入________________等天然成分，早期胚胎发育在________________阶段以前是全能细胞。在培养胚胎干细胞时，培养液中加抗生素的目的是________________，且还要置于5％的CO2气体环境中，CO2的作用是________________。（10）体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？为什么？________________________________________________________。早期胚胎内细胞团胚胎干细胞《胚胎工程》练习题二1.请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的____能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于______卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂_________期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明____过程已完成。(3)体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有_________和_________两种。(4)动物的早期胚胎移植到同种且____与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用____激素对供体进行处理，其目的是获得更多的____，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜__________。(5)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到期或期阶段的早期胚胎进行_________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_______条件下。2.有关细胞工程和胚胎工程的问题：一对健康夫妇生下一男婴，一岁时脑出血死亡，二年后女方怀孕6个月时，经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病，遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属一院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎，抽取每个胚胎1～2个细胞检查后，选两个胚胎移植，最后一个移植成功，出生了一健康女婴，她是我国第三代试管婴儿。请回答：(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处是，不同点在于(2)如果B、b表示血友病基因或正常基因，则父、母亲的基因型分别是、。如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是。(3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后，可通过观察判断早期胚胎的性别，你认为医生应选用性胚胎进行移植，应用现代生物技术，现在人们已能够选取最理想的胚胎，其基因型应该是。自然状态下，出现这样的胚胎的概率是。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。(4)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这两个问题。下图是治疗性克隆的过程图解：I、请在左图中横线上填上适当的术语：①；②Ⅱ、上图中的③④表示的生理过程是3.下图是利用奶牛乳汁生产人类血清蛋白的图解，根据下图回答：(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有。(2)在形成图中③的过程中,我们称①为,获取②的途径主要有、、。(3)从②到③过程中应用的现代生物技术手段是________，图中②一般用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶处理奶牛组织的原因是____________________________。被②处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的，此外应定期更换，以便保证被培养的细胞处于的环境中进行培养。(4)从③到④的过程为了获得更多牛的卵母细胞，可通过对母猪注射________________的方法，做超数排卵处理，并将所采集到的卵母细胞在体外培养到________________期即可通过显微操作将其细胞核去除。从③到④的过程中一般用未受精的去核卵细胞为受体,不用普通的体细胞,原因是。(5)早期胚胎的培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、激素、__________（其作用是：）等物质。(6)从A-D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法________________，此时④应处于____________培养阶段。④分割成⑤和⑥应用的现代生物技术手段是________________。(7)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有________________、细胞核大、________________。(8)⑤能在⑦子宫中存活的生理基础是。(9)人的血清白蛋白的生产，说明该工程突破了自然界物种之间的，在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有（10）胚胎移植的基本程序如图：①选择供体母牛、供体公牛的要求是。受体母牛必须和供体_。②同期发情处理的方法是注射。冲卵中的“卵”是指_。③哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?()(多选)A.精子获能具有差异性B．精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导致透明带反应C．精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应D．精子入卵后，触发卵黄膜封闭作用1．请思考并回答下列有关现代生物科技方面的问题：（-）动物细胞培养（1）动物细胞培养时，要保证细胞必需的营养、适宜的温度和pH条件，还要提供无菌、无毒和适宜的气体环境。为达到无菌、无毒的环境条件，除了要对培养液和培养器具进行消毒外，还要。（2）应用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是（二）胚胎工程（1）在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。（2）在胚胎工程中，通过给良种母畜注射外源，使其排出更多的卵细胞，称为超数排卵。（3）进行胚胎分割时，应选择发育到时期的胚进行操作。（4）通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是。（三）单克隆抗体制备（1）经人工诱导后，骨髓瘤细胞和产生免疫反应的动物的脾脏细胞中的B淋巴细胞融合。由于可能产生多种融合细胞，因此还需对融合细胞进行。（2）单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原（病原体或癌变细胞）与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为生物导弹，这是利用(1)双亲生殖细胞都融合为合子试管婴儿是体外受精，胚胎移植的产物(2)XBYXBXb1//2(3)性染色体形态女XBXB1/4(4)I、①细胞核②内细胞团细胞Ⅱ、细胞分化Ⅲ、(任意答对两点给3分)①严重违反了人类伦理道德②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人④克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子(1)抗生素培养液无菌、无毒(2)目的基因从基因文库获取PCR技术扩增人工合成（3）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应（4）胰蛋白酶或者胶原蛋白酶卵细胞体积大，易操作，且其细胞质中含有促进细胞核表现全能性的物质（5）担心出现滞后效应担心出现新的过敏原担心营养成分改变（6）生殖隔离启动子