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1、专题3 胚胎工程3 3.3 3 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景目标导航0102简述进行胚胎分割的注意事项及其实际意义。依据胚胎干细胞的分离途径，说出胚胎干细胞的分类、功能和用途。如果我有一头奶牛宝宝该多好呀！胚胎移植胚胎移植实现梦想的途径实现梦想的途径供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序超数排卵超数排卵配种或人工授精配种或人工授精同期发情同期发情胚胎的收集胚胎的收集质量检查质量检查冲卵冲卵胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩分娩我黄牛要是像人一样能生一对双胞胎奶牛宝宝该多好呀！家畜胚胎分割是家畜胚胎分割是2020世纪世纪8080年代发展起来的一项生物工
2、程技术。英国剑桥大学生物学家威年代发展起来的一项生物工程技术。英国剑桥大学生物学家威拉德森在拉德森在19791979年首先想到将受精卵在发育为胚胎的过程中分裂出的细胞加以分割，再将分割的年首先想到将受精卵在发育为胚胎的过程中分裂出的细胞加以分割，再将分割的胚胎细胞分别加以培养，从而发育出完整的新一代的方法，他用绵羊的幼体进行了实验。当绵胚胎细胞分别加以培养，从而发育出完整的新一代的方法，他用绵羊的幼体进行了实验。当绵羊的受精卵细胞从羊的受精卵细胞从1 1变变2 2、2 2变变4 4、到、到4 4变变8 8时，他将这早期胚胎分割成四份，然后将分割的细胞重时，他将这早期胚胎分割成四份，然后将分割的
3、细胞重新送到母羊的子宫里面发育，结果母羊产下了新送到母羊的子宫里面发育，结果母羊产下了4 4只活泼的小羊羔。被分割的受精卵细胞发挥了它只活泼的小羊羔。被分割的受精卵细胞发挥了它们的全能性，各自独立地发育成健康的小羊羔。这个实验充分证明威拉德森的设想是可行的。们的全能性，各自独立地发育成健康的小羊羔。这个实验充分证明威拉德森的设想是可行的。胚胎分割大大提高了动物的繁殖率。正常情况下，一头良种奶牛，一生约产犊胚胎分割大大提高了动物的繁殖率。正常情况下，一头良种奶牛，一生约产犊1010头，如用胚胎头，如用胚胎分割并找别的奶牛分割并找别的奶牛“寄母寄母”怀孕，那么从一头良种母奶牛就能得到几百头良种奶牛
4、。怀孕，那么从一头良种母奶牛就能得到几百头良种奶牛。探究活动一仔细阅读课本仔细阅读课本P78-79和材料一，请思考讨论回答下列问题：和材料一，请思考讨论回答下列问题：1.概念：采用概念：采用_方法将方法将_切割成切割成2等份、等份、4等份、等份、8等份等，经移植获得同等份等，经移植获得同 卵双胎或多胎的技术。卵双胎或多胎的技术。2.胚胎分割的理论基础是胚胎分割的理论基础是_。3.（1）选择的胚胎：发育良好的、形态正常的）选择的胚胎：发育良好的、形态正常的_或或_。（2）对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将）对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将_均等分割。均等分割。4.通过胚胎分割移植培育出的通过胚胎分
5、割移植培育出的4只小羊，其性别表现为（只小羊，其性别表现为（）A.雌雄的可能性各占一半雌雄的可能性各占一半 B.全为雌性或雄性全为雌性或雄性 C.全为雌性全为雌性 D.全为雄性全为雄性胚胎分割机械机械早期胚胎早期胚胎细胞的全能性细胞的全能性桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚内细胞团内细胞团这这4 4只小羊除了性别一样之只小羊除了性别一样之外，长得也会一样吗？为什外，长得也会一样吗？为什么？么？胚胎分割可以看做动物无性繁殖无性繁殖或克隆克隆的方法之一主要仪器设备显微操作仪实体显微镜胚胎分割胚胎分割ABCD透明带透明带滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔内细胞团均等分割内细胞团均等分割（胚胎移植）（胚胎移植
6、）分割针（刀）分割针（刀）半个胚胎半个胚胎空透明带空透明带受体受体注入注入囊胚的内细胞团有什么功能？囊胚的内细胞团有什么功能？为什么要将内细胞团均等分割为什么要将内细胞团均等分割？是不是分割的份数越多效率越高？是不是分割的份数越多效率越高？讨论时间如果我生的双胞胎奶牛宝宝是一对漂亮的公主就更好啦！胚胎性别鉴定ABCD透明带透明带滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔DNA分分析性别析性别鉴定鉴定已知性别胚胎已知性别胚胎胚胎移植胚胎移植 SRY SRY SRY SRYPCRPCRPCRPCR鉴定技术：鉴定技术：鉴定技术：鉴定技术：从早期胚胎中取出几个细胞，提取从早期胚胎中取出几个细胞，提取从早
7、期胚胎中取出几个细胞，提取从早期胚胎中取出几个细胞，提取DNADNADNADNA。然后用然后用然后用然后用SRYSRYSRYSRY基因的一段碱基（位于基因的一段碱基（位于基因的一段碱基（位于基因的一段碱基（位于Y Y Y Y染色体上的性别决定基因）作为引物染色体上的性别决定基因）作为引物染色体上的性别决定基因）作为引物染色体上的性别决定基因）作为引物，用胚胎细胞中的用胚胎细胞中的用胚胎细胞中的用胚胎细胞中的DNADNADNADNA为模板，进行为模板，进行为模板，进行为模板，进行PCRPCRPCRPCR扩扩扩扩增，最后用增，最后用增，最后用增，最后用SPYSPYSPYSPY特异性探针特异性探针特
8、异性探针特异性探针对扩增产物对扩增产物对扩增产物对扩增产物进行检测。进行检测。进行检测。进行检测。出现阳性反应，则胚胎为雄出现阳性反应，则胚胎为雄出现阳性反应，则胚胎为雄出现阳性反应，则胚胎为雄性，性，性，性，反之为雌性。再把确定性别的胚胎反之为雌性。再把确定性别的胚胎反之为雌性。再把确定性别的胚胎反之为雌性。再把确定性别的胚胎移植到子宫。移植到子宫。移植到子宫。移植到子宫。胚胚胎胎性性别别鉴鉴定定用用基因探针基因探针做做DNADNA分子杂交分子杂交意义提高了胚胎的利用率白血病治疗方法：骨髓移植 动物干细胞是指那些未分化，但又具有分化潜能的细胞。根据分化潜能的差异，干细胞可分动物干细胞是指那些
9、未分化，但又具有分化潜能的细胞。根据分化潜能的差异，干细胞可分为三种类型：能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞，它本身可为三种类型：能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞，它本身可形成一个生命；不能单独发育为完整个体，但能分化为多种类型细胞的干细胞称为多能干细胞；形成一个生命；不能单独发育为完整个体，但能分化为多种类型细胞的干细胞称为多能干细胞；能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。人类胚胎干细胞（人类胚胎干细胞（ESES）是人类胚胎发育早期未分化的细胞，目前，科
10、学家用于研究的胚胎干）是人类胚胎发育早期未分化的细胞，目前，科学家用于研究的胚胎干细胞是从体外受精产生的胚胎中分离出来的，它们希望能利用干细胞来治疗人类多种慢性疾病，细胞是从体外受精产生的胚胎中分离出来的，它们希望能利用干细胞来治疗人类多种慢性疾病，如帕金森病、老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病甚至癌症，并且已经在动物实验中取得了一些进如帕金森病、老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病甚至癌症，并且已经在动物实验中取得了一些进展。例如，美国的一个大学实验室将胚胎干细胞在体外培养一段时间后用于治疗因病毒感染而瘫展。例如，美国的一个大学实验室将胚胎干细胞在体外培养一段时间后用于治疗因病毒感染而瘫痪的老鼠，使之
11、在一定程度上恢复了行走能力；西班牙的研究人员将胰岛素基因导入小鼠胰腺中，痪的老鼠，使之在一定程度上恢复了行走能力；西班牙的研究人员将胰岛素基因导入小鼠胰腺中，结果小鼠的糖尿病消失了。结果小鼠的糖尿病消失了。探究活动二仔细阅读课本仔细阅读课本P80-81和材料二，请思考讨论回答下列问题：和材料二，请思考讨论回答下列问题：1.胚胎干细胞具有胚胎的特性，在形态上表现为胚胎干细胞具有胚胎的特性，在形态上表现为_；在功能上则具有在功能上则具有_。2.美国科学家用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功，这说明那些干细胞已分化成美国科学家用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功，这说明那些干细胞已分化成_细胞。细胞。3.如果能如果
12、能利用干细胞治疗人的糖尿病，与传统的注射胰岛素治疗作比较，前一种治疗方法的优利用干细胞治疗人的糖尿病，与传统的注射胰岛素治疗作比较，前一种治疗方法的优点是点是_。体积小、细胞核大、核仁明显体积小、细胞核大、核仁明显发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞使病人能根据需要自主地分泌胰岛素使病人能根据需要自主地分泌胰岛素 神经神经胚胎干细胞从早期胚胎和原始性腺中分离从早期胚胎和原始性腺中分离应用分化诱导因子：如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等研究体外细胞分化的理想材料研究体外细胞分化的理想材料饲养层细胞饲养层细胞增殖而增殖而不分化不分化应用治疗人类
13、的某些顽症治疗人类的某些顽症应用培育人造组织器官培育人造组织器官治疗性克隆治疗性克隆 考虑到器官移植的免疫排斥反应，科学家们将胚胎干细胞技术同克隆技术相结合，提出“治疗性克隆”的新思想。从移植组织或器官的病人身上取出一个细胞核，显微注射到一个去核的卵母细胞中，经卵裂形成囊胚，从囊胚中取出内细胞团并培养成胚胎干细胞。将胚胎干细胞定向诱导分化成移植的组织或器官，就不会产生免疫排斥反应了。2001年8月9日，美国前总统布什颁布了不许联邦政府资助人类胚胎干细胞研究的禁令。2009年3月9日奥巴马宣布解除对胚胎干细胞研究的限制，也只是松开了束缚科学家的第一个绑结而已。因为奥巴马的新政令，只允许联邦政府资
14、助使用2001年8月以后已建立的数百株新干细胞系的科学研究，却依然禁止资助研究者利用早期胚胎分离新的干细胞。对于研究胚胎干细胞的美国科学家而言，虽然诸多桎梏依然存在，但至少这是一个值得欢庆的开端。而人类胚胎干细胞研究的命运，依然悬系于科学、政治、宗教以及伦理之间的博弈与平衡。新闻速报课堂小结桑椹胚或囊胚无性早期胚胎原始性腺全能性增殖分化如图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是()A图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘B胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C胚胎干细胞可以增殖而不发生分化D利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用内细胞团胎儿的各种组织大应用示例下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其
15、分化的示意图。请据图回答下面的问题。(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的_中分离得到的一类细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件下，培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓治疗的实质是将上图的_细胞移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因是_。囊胚原始性腺胚胎干细胞分化诱导选择性表达造血干红细胞无细胞核下图为哺乳动
16、物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答下列问题：(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的_。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复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物_的方法之一。桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚内细胞团内细胞团无性繁殖或克隆无性繁殖或克隆(2)过程分割出的少量滋养层细胞用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是_。(3)早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以被应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，还可被应用于_等领域。用基因探针进行DNA分子杂交用基因探针做用基因探针做DNA分子杂交分子杂交治疗人类的某些顽症、治疗人类的某些顽症、或或ES细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于器官移细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于器官移植或研究体外细胞分化植或研究体外细胞分化同学们，这节课你收获了什么呢？同桌之间相互交流，将你们的交流心得整理为问题串，呈现出来！