探究点二 胚胎分割
为提高胚胎的利用率,科学家们又研究了胚胎分割技术,阅读教材P78~79内容,结合如图思考胚胎分割技术的有关问题。
1.概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术,所得后代遗传物质完全相同。
2.胚胎分割的理论基础和物质基础是什么?
答案 (1)理论基础:细胞的全能性。
(2)物质基础:每个细胞核内具有相同的遗传物质。
3.操作过程:具体操作时,用分割针或分割刀片将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的空透明带中,或直接将裸半胚移植入受体。
4.胚胎分割时应注意的几个问题
(1)选择胚胎:分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
(2)分割:在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割。
(3)所需的主要仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。
5.囊胚期的内细胞团有何功能?对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么?为什么? 答案 内细胞团在囊胚阶段才出现,它将来发育成胎儿的各种组织。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
6.阅读教材P78胚胎分割的发展简史,想一想早期胚胎能不能无限分割?
答案 不能。实践证明,采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性有限,目前以二分胚的分割和移植成功率最高。
小贴士 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。 归纳提炼
活学活用
2.如图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题:
(1)填出图中字母所代表的结构名称:
A__________,B__________,C__________,D______________________________。
(2)填出甲、乙、丙过程的技术或名称:
甲__________,乙________________,丙____________________________________。
(3)进行乙过程时,所取的样本是____________。进行甲过程时,所使用的基本仪器是________________________________________________________________________; 本过程的技术关键是______________________________________________________。
(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如___________________等,同时很难获得同卵多胎,成功率较高的是____________。
(5)对被分割的胚胎的要求是________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 (1)囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团 (2)胚胎分割 做DNA分析性别鉴定 胚胎移植 (3)滋养层
显微操作仪和实体显微镜 将内细胞团均等分割
(4)刚出生的动物体重偏轻,毛色和斑纹上存在差异 同卵双胎 (5)发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚
解析 胚胎分割多采用囊胚期进行分割,其分割要领是均分内细胞团,做DNA分析性别时取样应在滋养层。
探究点三 胚胎干细胞
目前胚胎干细胞是胚胎工程的前沿课题之一。也是当今生命科学研究的热门课题之一。阅读
教材P80内容,结合下图思考下列问题。
1.概念:哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
2.特点
3.获得胚胎干细胞的主要途径是什么?
答案 (1)从体外培养的早期胚胎中获得。
(2)从胎儿的原始性腺中获得。
4.什么是饲养层细胞,它有什么作用?
答案 饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
5.胚胎干细胞的应用
(1)可以用于治疗人类的某些顽症。
(2)可以培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
(3)是研究体外细胞分化的理想材料。
(4)可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
归纳提炼
活学活用
3.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:
(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。骨髓移植的实质是将上图中的________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、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________,其原因是_______________________________。 答案 (1)囊胚 原始性腺细胞 (2)胚胎干细胞 分化诱导 (3)选择性表达 (4)造血干
(5)红细胞 细胞中无细胞核
解析 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团或滋养层细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,全能性最高,在体外培养条件下,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞,培养液中加入分化诱导因子。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织,存在造血功能干细胞,骨髓移植的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体。
胚
错误! 胎移植
4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎 或多胎的技术胚胎分割移植 定位:动物无性繁殖的方法之一 材料:发育良好,形态正常的⑦桑椹胚或⑧囊胚 注意问题:均等分割;分割的不能太小
来源:由⑨早期胚胎或原始性腺中分离出来的一概念:采用机械方法将早期胚胎分割成2等份、
类细胞 a.具有胚胎细胞的特性:体积⑩小、核 大、 核仁明显;具有发育的 全能性胚胎干细胞 特点 b.在体外条件下可以增殖而不 分化 c.可对其冷冻保存,也可进行遗传改造
应用: 治疗人类的某些顽症、 培养移植用人造 组织器官、 研究体外细胞分化的理想材料