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高二生物选修3专题3胚胎工程的应用前景(第3课时)讲稿

时间:2020-05-18 22:15:56

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高二生物选修3专题3胚胎工程的应用前景(第3课时)讲稿

同学们,大家好!今天我们继续学习胚胎工程的应用前景的第三课时。

通过胚胎移植技术的学习,我们知道了胚胎移植能够充分发挥优良个体的繁殖潜力。

那我们试想一下能不能对获得的胚胎进行分割,从而提高胚胎的利用率呢?对,通过胚胎分割可以实现。基于提高胚胎利用率的想法,胚胎分割技术逐渐发展和成熟。

早在1978年,科学家就将小鼠的桑椹胚一分为二,获得了成功。1979年,科学家又将绵羊胚胎进行分割获得了同卵羔羊。20世纪80年代后,人们建立了系统的胚胎分割方法,并相继得到四分之一,八分之一胚胎后代。但目前,仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高,胚胎分割已成为提高家畜胚胎利用率的手段之一。

近来,我国胚胎工程专家也进行了胚胎分割移植的试验研究并获得了成功。并将二分胚分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。

什么是胚胎分割呢?选修三教材78页黑体字给出了胚胎分割的概念。胚胎分割是指采用机械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。

胚胎分割采用的方法是机械法,经移植后最终获得同卵双胎或者多胎。

由于获得的是同卵双胎或者多胎,所以说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一。为什么这么说呢?你能给出解释吗?

那我要从克隆说起,生物的无性繁殖方式统称为克隆。。。。。。。

我们之前在学习细胞工程时,那些技术也是克隆呢?

植物组织培养,动物细胞核移植。

在胚胎分割概念中提到,可以把早期胚胎切割成2、4、8等份,但从胚胎分割简史中我们了解到,目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高,这是因为分割的份数越多,操作的难度会越大,移植的成功率也越低?这是为什么呢?

早期胚胎的体积很小,只有在显微镜下才能看到;再者,细胞数目是有限的。分割的份数越多,不但难以做到均等分割,每一份的细胞数会越少,而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此,分割的份数越多,技术的难度会越大,移植后的恢复和发育的难度会越大,移植成功率自然会降低。

所以,胚胎分割的缺陷是:(1)(2)(3)

概念中提到,胚胎分割的操作对象是早期胚胎,那么我们如何选择早期胚胎呢?同学们,如果让你进行胚胎分割操作,你认为选择发育到什么时期的胚胎更合适呢?胚胎分割的理论基础又是什么呢?

在选修三教材66页展示了胚胎发育的过程图,在卵裂期的细胞是全能细胞,可以发育成完整的个体,但细胞数量过少,不适合做胚胎分割。桑椹胚时期的细胞也为全能细胞,具有32个细胞,我们可以选择桑椹胚进行胚胎分割。当胚胎发育到囊胚期,其内细胞团细胞也具有发育的全能性,我们也可以选择囊胚进行胚胎分割。但胚胎发育到原肠胚时期,原肠胚出现了胚层分化,细胞全能性下降,我们就不能选择该时期进行胚胎分割了。所以,选择桑椹胚和囊胚进行胚胎分割更合适。而其理论基础就是桑椹胚和囊胚的内细胞团细胞都是全能细胞。

那么,我们对桑椹胚和囊胚进行选择时应注意哪些方面呢?

选择发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚更容易成功。

我们获得了合适的胚胎后,如何进行胚胎分割的操作呢?

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。

我们来看囊胚的二分胚切割图。桑椹胚都是全能细胞,所以我们可以直接进行胚胎的均分就可以了,但囊胚除了内细胞团细胞还有滋养层细胞,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜。那么在切割囊胚时我们应该注意什么呢?

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,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

在图中还展示了用分割针分割滋养层细胞,滋养层细胞不能发育成完整个体,那么切割滋养层细胞可以用来做什么呢?我们可以用滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定。为什么要做性别鉴定呢?这就要说一说教材82页的拓展视野中提到“话说哺乳动物的性别控制”。

控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着什么重要的意义呢?

控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。例如,对奶牛、奶山羊等以产奶作为主要生产性状的家畜,人们希望多生母畜;而对于肉用牛、羊和毛用牛、羊等人们又希望多生公畜(肉用和毛用牛、羊的雄性生产性能明显高于雌性)。那么,我们有没有什么方法进行哺乳动物的性别控制呢?

早期,科学家用物理或者化学的方法控制家畜的性别,但这种探索多因效率低、重复性差等原因难以在生产实际中应用。

随着细胞和分子生物学的迅速发展,一些新的方法相继出现,其中,具有应用价值的两项技术是“X精子与Y精子的分离技术”和SRY-PCR胚胎的性别鉴定技术。

“X精子与Y精子的分离技术”是根据X精子的DNA含量比Y精子高出4%左右的原理,对X精子和Y精子进行分离。但由于受精时对精子数量的要求比较多,所以这种方法的速度尚显太慢。

目前,最有应用前景的方法是SRY-PCR胚胎的性别鉴定技术。

SRY-PCR胚胎的性别鉴定技术是在胚胎本身已经有了性别的前提下进行的。先从被测胚胎中取出几个细胞提取DNA,这一步就可以用胚胎分割技术切割滋养层细胞获取DNA,然后用位于Y染色体上的性别决定基因,即SRY基因的一段碱基作引物,用胚胎细胞中的DNA为模板,进行PCR扩增,最后用SRY特异性探针对扩增产物进行检测。出现阳性反应者,胚胎为雄性,出现阴性反应者,胚胎为雌性。这种方法准确率高达90%

作为一种先进的技术,它为动物性别的人工控制展示了可喜的前景。

好,接下来我们一起来看我们这节课的小结。

今天的内容大家学会了吗?我们一起来进行测试吧。

本节课我们就讲到这里,感谢各位的聆听。

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