资源简介

(共26张PPT)
2.3 胚胎工程
二、胚胎工程技术及其应用
胚胎移植技术
2
1
体外受精技术
胚胎分割技术
3
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,我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海诞生
“试管牛”是应用哪些技术生产的？
生
试管牛 = 克隆牛
从社会中来
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
试管动物的生殖方式：
克隆动物的生殖方式：
1、概念:是指通过人工操作使卵细胞在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植生产的个体。
试管动物
无性生殖
1.过程：
包括_______________、__________和_____等步骤
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
一、体外受精
依据图2-22“哺乳动物体外受精过程示意图”，思考下列问题：
（1）在进行体外受精操作之前，要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？
（2）精子获能处理前为什么要进行离心处理？
（3）精子获能处理的方法是什么？
（4）如何促进精子和卵子的受精？
（5）体外受精技术的意义是什么？
（1）在进行体外受精操作之前，要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？
（2）精子获能处理前为什么要进行离心处理？
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，然后才能用于体外受精。
精液由精子和精浆两部分组成,精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能
（3）精子获能处理的方法是什么？
（4）如何促进精子和卵子的受精？
（5）体外受精技术的意义是什么？
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。
将获能的精子和培养成熟的卵子置于获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精
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
场所：培养液
一、体外受精
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
卵母细胞的采集
培养
成熟卵母细胞
精子的采集、离心
获能处理
获能的精子
受精
受精卵
小结：体外受精的过程
二、胚胎移植
1、概念：
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
（1）胚胎的来源：
（2）供体：
（3）受体：
（4）胚胎受体应符合的条件：
转基因、核移植和体外受精等获得的胚胎。
获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
与胚胎供体为同一物种且生理状态相同的雌性个体
二、胚胎移植
2、过程：
优良供体母牛
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
进行同期发情处理
超数排卵处理
受体发情
注射孕激素或雌激素
1.对供体、受体母牛进行同期发情处理的目的？
2.对供体母牛进行超数排卵的方法和目的？
方法：注射（外源）促性腺激素
目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
保证胚胎在移植前后所处的生理环境相同
二、胚胎移植
具有优良性状的后代
超数排卵处理
受体发情
发情配种或人工授精
移植胚胎
收集胚胎并检查
对受体进行妊娠检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
每次处理一头奶牛收集到的胚胎，经移植可产生3-4头犊牛，每年可处理4-5次。
3.胚胎的收集：
冲卵
4.胚胎检查：
检查胚胎质量
一般选择桑葚胚或囊胚
冲卵
小结：胚胎移植
1、胚胎移植的基本步骤：
遗传性状优良、生产能力强供体母牛
健康的体质、正常的繁殖能力受体母牛
多种激素同期发情处理
促性腺激素
超数排卵
优良供体公牛
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
一般选择桑椹胚或囊胚
小结：胚胎移植
3、胚胎收集的方法：
冲卵（胚胎冲洗出来）
4、移植的胚胎：
一般选择桑葚胚或囊胚进行移植
5、胚胎移植的后代：
胚胎移植后，经受体孕育的后代遗传特性与供体保持一致。
因为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一般不会发生任何变化。
6.意义：
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期
思考·讨论
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，在胚胎移植前应对受体进行怎样的处理？
（1）不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。
（2）在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为移入受体的供体胚胎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会发生免疫排斥反应。
（一般需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内）
思考·讨论
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？
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，遗传物质在孕育过程中不会改变
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
内细胞团
内细胞团分开，形成一模一样的双胞胎
思考：如何得到两个胚胎？
三、胚胎分割
1.概念：
2.分割对象：
3.主要仪器：
4.工具：
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。
体视显微镜、显微操作仪
分割针或分割刀
显微操作仪
桑椹胚或囊胚
三、胚胎分割
5.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
三、胚胎分割
6.注意事项：
对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。否则会出现含内细胞团多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。
7.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
8.局限性：
①存在一些问题，如刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等。
②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。
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
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
知识梳理
练习与应用
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査，以防止发生免疫排斥反应。
（ ）
×
×
一、概念检测
×
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。
体外胚胎培养 胚胎移植。
练习与应用
一、概念检测
(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？
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(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？
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。
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。
提示：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。
练习与应用
二、拓展应用
(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？
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。
(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？
提示：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。
练习与应用
二、拓展应用

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