资源简介

(共46张PPT)
Embryonic engineering technology and its applications
胚胎工程技术及其应用
目录
external fertilization
体外受精
embryo transplantation
胚胎移植
embryo bisection
胚胎分割
Exercise consolidation
习题巩固
你听说过试管牛、试管羊嘛？
i
这个我知道！它们是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
涉及的胚胎工程技术：
体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
子宫
个体
体外受精
早期胚胎发育
胚胎移植
“试管牛”是如何生产的
external fertilization
PART ONE
体外受精
a.卵母细胞的采集
b.精子的获取
c.(体外)受精
卵母细胞
成熟培养
成熟卵母细胞
精子
获能处理
获能的精子
体外受精
受精卵
雌性哺乳动物
雄性哺乳动物
卵母细胞的采集
精子的获取
1.体外受精技术主要包括：
2.体外受精技术过程
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
去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境
目的
采集
培养
体外受精
external fertilization
2.体外受精技术过程
（1）输卵管采卵(冲取卵子)
利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子。适合实验动物(兔、鼠)以及家畜猪、羊等。
（2）屠宰动物的卵巢采卵
从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。
（3）活体采卵(卵巢中)
借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等仪器，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。
体外受精——卵母细胞的采集
一般情况下，可以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。
体外受精
意义
提高动物繁殖能力的有效措施
为胚胎移植提供可用的胚胎
是产生试管动物的首要技术环节
比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程不同
场所不同
相同点 雌雄动物交配完成
雌性动物输卵管中
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精
人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
雌性动物输卵管中
体外培养液中
(1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；
(2)都是有性生殖
embryo transplantation
PART TWO
胚胎移植
1. 概念：
指将通过__________及__________得到的胚胎，移植到_______、_____________的_____动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
体外受精
其他方式
同种的
生理状态相同
雌性
体外受精得到的胚胎
其他方式得到的胚胎
同种的、生理状态相同的雌性动物体内
新个体
移植
发育
2.胚胎来源:
胚胎来源 生殖方式
体外受精
体内受精
动物细胞核移植技术
胚胎分割
有性生殖
有性生殖
无性生殖
无性生殖
转基因动物
有性或无性生殖
二、胚胎移植
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
3.供体和受体:
(1)供体：
(2)受体：
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
遗传性状优良，生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准：
职能：
胚胎移植
对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理
对供体母畜进行超数排卵
配种或人工受精
收集胚胎
对胚胎检查、培养或保存
胚胎移植
对受体母畜进行妊娠检查
产生具有优良性状的后代
4.步骤:
优良供体母牛
(遗传性状优良、生产能力强)
受体母牛
(有健康的体质和正常繁殖能力)
进行同期发情处理
1.什么是同期发情处理？
利用某些激素（一般用孕激素）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。
供受体母牛的选择有什么要求呢？
4.步骤:
优良供体母牛
(遗传性状优良、生产能力强)
受体母牛
(有健康的体质和正常繁殖能力)
进行同期发情处理
2.同期发情处理的目的是什么？
使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，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。
4.步骤:
优良供体母牛
(遗传性状优良、生产能力强)
对供体母牛进行超数排卵处理
3.超数排卵的目的是什么？
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。
4.如何进行超数排卵？
用外源促性腺激素处理供体母牛，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
4.步骤:
优良供体母牛
(遗传性状优良、生产能力强)
超数排卵处理
发情配种或人工授精
受体母牛
(有健康的体质和正常繁殖能力)
进行同期发情处理
受体发情
优良公牛
收集胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
移植胚胎
4.步骤:
对胚胎检查、培养或保存
收集胚胎后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑葚胚或囊胚阶段。
若没有发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎的培养。
将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
胚胎冷冻保存
注意事项
为什么胚胎移植过程中两次使用激素？
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。
胚胎移植成功的两个条件是什么？
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
胚胎移植过程中的两次检查是什么？
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。
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。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，这样才能为供体的胚胎移人受体提供相同的生理环境。
胚胎移植的生理学基础
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。
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。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不会发生任何变化。
胚胎移植的生理学基础
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。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并能续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
胚胎移植的生理学基础
胚胎移植的生理学基础
胚胎移入的基础
胚胎收集的基础
移入胚胎存活的基础
保留胚胎遗传特性基础
排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。
生理学基础 意义
哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态
为胚胎的收集提供可能
生理学基础 意义
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
为胚胎在受体内的存活提供了可能
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响（即遗传物质不会发生改变）
为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保留了遗传特性
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。
a.缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植
可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代
b.可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，
迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。
胚胎工程的最终技术环节
5.步骤:
6.地位:
7.实质:
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？
资料
1. 大多数哺乳动物的早期胚胎都具有发育为完整个体的潜能，即使去掉早期胚胎的一半，剩余的仍可以继续发育为一个完整的胚胎。
2. 1997年，科学家利用绵羊的8细胞胚胎进行分割移植实验，他们把绵羊的8细胞胚胎分成4份，每份2个细胞，然后将分割后的2细胞胚胎重新植入母羊子宫里孕育，母羊产下了4头健康的小羊羔。
embryo bisection
PART THREE
胚胎分割
三、胚胎分割
1.概念：
4.繁殖方式(实质)： 。
5.主要仪器设备：
。
采用________将________切割成__________________等，经移植获得_____________的技术。
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.理论基础：
早期胚胎细胞具有很强的 ，并保持着 。
分裂能力
细胞全能性
无性繁殖、克隆
3.胚胎分割产生后代的特点:
后代具有 的遗传物质。
相同
体视显微镜和显微操作仪
体视显微镜
显微操作仪
6.操作程序：
若分割不均，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。
桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
性别鉴定的取样部位和方法
6.操作程序：
做DNA分析
鉴定性别
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；
进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。
为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？
①避免损伤内细胞团；
②滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，
含有相同的遗传物质。
a.选择发育良好、形态正常的 ，移入盛有 的培养皿中；
b.在显微镜下用 分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意 ；
c.分割后的胚胎可 ，或 。
桑葚胚或囊胚
操作液
分割针或分割刀
直接移植给受体
胚胎分割的时期
胚胎分割的工具
将内细胞团均等分割
胚胎分割的注意事项
胚胎分割的操作环境
分割后胚胎的去向
经体外培养后，再移植给受体
6.操作程序：
7.意义(优势)：
(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)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、动物繁育健康后代具有重要意义。
8.胚胎分割的局限性
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。
1.胚胎分割份数不能过多。
分割的次数越多，每一份的细胞数目越少，不但难以做到均等分割，而且囊胚期的内细胞团细胞所受的影响也越大。分割的份
数越多，技术难度越大，移植后的和发育的难度越大，分割
后胚胎成活的概率越小。
2.属于无性繁殖或克隆
同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合属于无性繁殖或克隆。
注意事项
胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 不 同 点 胚胎的 来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传 物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞
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
课堂总结
Exercise consolidation
PART FOUR
习题巩固
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，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（ ）
×
×
×
练一练
1.下列有关试管动物的说法，正确的是( )
A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程
C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子
D.试管动物的繁殖方式为无性生殖
B
2.(2022·福建福州一中高二月考)牛胚胎移植的基本程序如图所示，下列说法错误的是( )
A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎
B.图中a指的是超数排卵，可用激素促进该过程
C.图中c表示胚胎移植
D.应把早期胚胎移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D
3.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述不正确的是( )
A.甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞
B.图中a过程包括桑葚胚、囊胚阶段
C.胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状
D.图示过程使用了动物细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术
C
4.如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是( )
A.①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B.②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段
C.③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团
D.⑤代表胚胎移植，移植之前需要对供体和受体进行同期发情处理
D
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