资源简介

(共28张PPT)
第3节 胚胎工程
二 胚胎工程技术及其应用
新课标 核心素养
1.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 2.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。 3.认同在胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。 1.科学思维——构建胚胎移植技术繁育良种种畜的流程图。
2.社会责任——关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展。
牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml,精子数50亿。
牛的自然繁殖的速度太慢，一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。不能满足生产需要。引进一头良种成年奶牛需3万---5万元。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
从社会中来
1982年世界首例“试管牛” 犊问世
1、“试管牛”是怎么回事？
2、“试管牛”是应用哪些技术生产的？
试管动物？
通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
体外受精
早期胚胎发育
受体母牛
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管牛
胚胎移植
体外受精
体外胚胎培养
有性生殖
生殖方式？
一、体外受精
1.过程：
包括_______________、__________和_____等步骤。
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
获能精子
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
受精卵培养
成熟培养
获能处理
适当的培养液
2.意义：
是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。
目前我国人和牛的体外受精技术已达到国际先进水平！
3. 精子获能的方法
(1)直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；
(2)将精子培养在人工配制的获能液中使其获能，获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。
（2）胚胎的早期培养
精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？
（二） 胚胎移植
胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同动物胚胎移植时间不同：
牛、羊：
小鼠：
试管婴儿：
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8~16个细胞阶段
注：胚胎发育的主要场所是母体。
1.概念：
指将通过___________________得到的胚胎，移植到_______、____________的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
体外受精及其他方式
同种的
生理状态相同
（1）胚胎来源：
体外受精及其他方式得到的胚胎
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等
（2）供体和受体
供体：
提供胚胎的个体
选择标准：
遗传性状优良，生产能力强
职能：
产生具有优良遗传特性的胚胎
受体：
接受胚胎的个体
选择标准：
职能：
有健康体质和正常繁殖能力
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
二、胚胎移植
2.过程：
二、胚胎移植
1、供、受体的选择和处理
2、配种或人工受精
3、胚胎的收集、检查、培养或保存
4、胚胎的移植及移植后的检查等
胚胎移植的
基本程序：
2.过程：
优良供体母牛
优良公牛
（遗传性状优良，生产能力强）
受体母牛
（有健康体质和正常繁殖能力）
具有优良性状的后代
进行同期发情处理
超数排卵
受体发情
发情配种或人工受精
移植胚胎
收集胚胎并检查
对受体进行妊娠检查
（以牛的胚胎移植为例）
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
二、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考1.什么是同期发情处理？
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，
使之在预定时间内集中发情。
思考2.同期发情处理的目的是什么？
使他们的生理环境达到同步或一致，这样供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考3.如何进行超数排卵？
注射外源促性腺激素
思考4.超数排卵的目的是什么？
诱使一头母畜一次排出比自然情况下多许多的成熟卵子，用于配种或者人工授精，可获得多枚胚胎，经胚胎移植可得到多个后代。
超数排卵处理
受体发情
二、胚胎移植
直接注射性激素会导致性腺萎缩（负反馈）
1.该过程中两次使用激素：
2.该过程中的两次检查：
3.胚胎移植成功有2个条件：
第一次对受、供体进行同期发情处理；
第二次用于供体的超数排卵。
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
应在同种的雌性供体和受体之间进行移植
供体和受体的生理状态要相同
4.意义：
①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短了供体本身的繁殖周期；
②增加繁殖后代数目；③推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
二、胚胎移植
（胚胎工程的最终技术环节）
5.移植的胚胎来源及生殖方式
胚胎的来源 生殖方式
核移植 生殖
体外受精 生殖
体内受精 生殖
无性
有性
有性
克隆动物
试管动物
胚胎移植的生理学基础
1.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗 如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理
不一定；
一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育
在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应
受体对来自供体的胚胎基本上不发生免疫排斥反应
3.胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致 为什么
胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致，供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不发生任何变化
4.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗 为什么
正确；
胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境的一致性密切相关，只有供体、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育
采用________将_________切割成___________________等，经移植获得_______________的技术。
三、胚胎分割
1.概念：
机械方法
早期胚胎
2等份、4等份或8等份
同卵双胎或多胎
2.繁殖方式：
无性繁殖（克隆）
3.主要仪器设备：
体视显微镜、显微操作仪
体视显微镜
显微操作仪
分割工具:
分割针或分割刀
4.适合分割的胚胎：
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚（具有全能性）
5.注意事项：
分割囊胚时，要将内细胞团均等分割
6.分割后胚胎去向：
直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体
7.过程：
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
分割针
分割针
做DNA分析，鉴定性别
二分胚
内细胞团
胚胎移植
盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割
已知性别胚胎
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
胚胎分割动态演示
胚胎分割时的注意事项
在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将 均等分割。
若分割时不能均等分割，会出现 的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
内细胞团
含内细胞团多
8.胚胎分割的优点
①可以促进优良动物品种的繁殖
②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料
③在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义
9.胚胎移植的局限性
实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。另外，还存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题。
【课堂小结】
胚胎工程技术及其应用
体外受精
胚胎分割
步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精
胚胎分割的概念：对早期胚胎切割
胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质
胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植
体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎
胚胎分割的意义
胚胎移植
胚胎移植的步骤
胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内
胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
①促进优良动物品种的繁殖；
②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义
(1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到卵细胞阶段，才能进行体外受精。( )
解析：从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到M Ⅱ期，才能进行体外受精。
(2)体外受精和核移植都能为胚胎移植提供可用的胚胎。( )
(3)胚胎移植技术中，提供精子的一方为供体，提供卵母细胞的一方为受体。( ) 解析：胚胎移植技术中，提供胚胎的一方为供体，接受胚胎的一方为受体。
(4)胚胎移植时，可以将早期胚胎移植入生理状况相同的异种雌性动物体内。( ) 解析：胚胎移植时，必须将早期胚胎移植入生理状况相同的同种雌性动物体内。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)同一胚胎经分割产生的双胎或多胎，含有相同的遗传物质。( )
(6)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。( )
解析：用于分割的胚胎应是发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(7)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割。( )
解析：桑葚胚还没有内细胞团和滋养层的分化。
(8)用于分割的胚胎是由体外受精产生的受精卵发育而来，所以胚胎分割技术是一种动物有性生殖的繁殖方法。( )
解析：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。
(5)分割后的胚胎，不能直接移植给受体，往往需要经过体外培养后才能移植给受体。( )
解析：分割后的胚胎，可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
√
×
×
×
×
一. 概念检测
1. 体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。
（1）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（ ）
（2）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（ ）
（3）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生
免疫排斥反应。（ ）
×
×
×
2. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品
种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
（1）请将图中括号内的内容补充完整。
（2）为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理
（3）在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理
体外胚胎培养
胚胎移植
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。
二、拓展应用
北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。请回答下列问题。
（1）我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛 运用这些技术一定能繁育成功吗 请说出你的理由。
（2）如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别
（3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训
可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育北方白犀牛。运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。
这样人工繁育的种群与野生种群相比, 遗传多样性会降低, 野外生存能力也会下降。
多种多样的生物是生态系统的重要成员，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁到生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。

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