资源简介

(共31张PPT)
第2章 细胞工程
2.3.2 胚胎工程
学习目标
体外受精的过程
胚胎移植的概念、优势及牛胚胎移植的过程
胚胎分割的概念、设备工具及过程
获能精子
MⅡ期
卵母细胞
受精卵
精子
排出的
卵母细胞
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
原肠胚
准备阶段
受精阶段
胚胎早期发育
受精
【温故】胚胎工程的理论基础
从社会中来
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg（305天）。引进一头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率很低，一生约生育四五次。
良种荷斯坦奶牛
牛自然繁殖的速度太慢，不能满足生产需要。科学家们致力寻找各种方法提高牛的数量。你会如何利用下表的数据来培育大量优质的牛呢？
母牛一生 产仔：4-5头 排出卵：200个 卵巢储存卵>20万个
公牛 一次射精5mL，精子数50亿！ 体外受精、胚胎移植等
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
试管动物
课本P60
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
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
有性生殖
生殖方式：
试管动物 = 克隆动物
比较试管动物和克隆动物
项目 试管动物 克隆动物
发育起点
生殖方式
技术手段
遗传物质来源
遗传规律
体外受精
胚胎早期培养
胚胎移植
动物细胞培养
动物细胞融合
动物体细胞核移植
胚胎早期培养
胚胎移植
有性生殖
无性生殖
来自两个亲代
主要来自核供体
受精卵
重构胚（重组细胞）
遵循
不遵循
体外受精
课本P60
1. 体外受精的步骤：
卵巢
新鲜或解冻的精液
MII期卵母细胞
获能精子
精子离心处理
体外受精
受精卵培养
主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
2.体外受精技术的意义：
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
体外受精
课本P60
(1)直接获得的精子和卵母细胞可以用来受精吗？
不可以，
卵母细胞要成熟培养到MⅡ期
精子要经过获能处理
(2)体外受精的条件
把培养成熟到MⅡ期的卵子和获能的精子放在获能液或专用的受精溶液进行受精
(3)体外受精获得的受精卵可以在培养液中直接发育成为犊牛吗？
不可以
去除精浆，提取纯度较高精子(以利于精子获能)
→胚胎移植
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等
胚胎移植
课本P61、62
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.概念：
良种公牛
良种母牛
良种胚胎
代孕母牛
良种犊牛
胚胎移植
课本P61、62
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。
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
(2)供体和受体：
(1)如何获得胚胎(来源)：
体外受精、体内受精、转入目的基因(即转基因)的受精卵
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等
体外受精及其他方式
同种的
生理状态相同
1.概念：
（有性生殖）
（无性生殖）
动物细胞核移植技术、胚胎分割等
①“供体”：
②“受体”：
供体选择标准：
主要职能：
受体选择标准：
主要职能：
遗传性状优良、生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
有健康体质和正常繁殖能力
繁重而漫长的妊娠和育仔任务
胚胎移植
课本P61、62
2. 胚胎移植的基本程序：
1.供、受体选择标准是什么？
2.如何获得更多卵子？
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
给供体注射促性腺激素，使一头母畜卵巢一次排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子
垂体
促性腺激素
分泌
(+)
卵巢中卵泡
发育成熟
排卵
优良供体母牛
受体母牛
优良公牛
超数排卵处理
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
超数排卵：
P62相关信息
项　目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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 比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点
胚胎移植
课本P61、62
2. 胚胎移植的基本程序：
3.需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
优良供体母牛
受体母牛
优良公牛
超数排卵处理
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
受体发情
移植胚胎
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
具有优良性状的后代
同期发情：
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。
使供体母牛和受体母牛处于相同的生理状态(这是胚胎移植成功与否的关键之一)，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境
同期发情处理
胚胎移植
课本P61、62
2. 胚胎移植的基本程序：
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
优良供体母牛
受体母牛
优良公牛
超数排卵处理
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
受体发情
移植胚胎
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
具有优良性状的后代
同期发情处理
桑葚胚或囊胚期的早期胚胎
4.胚胎移植的时期？
5.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
6.产下犊牛性状和性别取决于？
7.该图操作中繁殖方式？
不会
性状：取决于供体母牛和公牛
性别：取决于公牛提供的精子类型
有性生殖
胚胎移植
课本P61、62
2. 胚胎移植的基本程序：
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
优良供体母牛
受体母牛
优良公牛
超数排卵处理
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
受体发情
移植胚胎
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
具有优良性状的后代
同期发情处理
8.胚胎移植过程中两次使用激素，激素作用相同吗？
9.胚胎移植过程中需要进行两次检查，分别检查什么？
不同：
第一次是用激素(如孕激素)对受体和供体母牛进行同期发情处理
第二次是用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵
两次检查。第一次在冲卵后，对胚胎进行质量检查；第二次对受体母畜进行是否妊娠的检查。
胚胎移植
课本P62 思考·讨论
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，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？
不一定。一般检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的、有正常孕育能力的其他雌性动物受体子宫内，胚胎才能继续发育。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，才能为胚胎提供相同的生理环境。
讨论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
(胚胎能在受体子宫存活的理论基础)
胚胎移植
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？
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。其道传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
讨论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。
课本P62 思考·讨论
胚胎移植
课本P61、62
3.胚胎移植成功的生理学基础及相应意义
项目 生理学基础 意义
受体生 理环境 同种动物的供、受体排卵后（同期发情）生殖器官的生理变化是 的 为供体的胚胎移入受体提供了 ______的生理环境
胚胎 收集 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 状态 为胚胎的 提供了可能
胚胎 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上 不发生__________________ 为胚胎在受体内的 提供了可能
胚胎 发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其 不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障
相同
相同
游离
收集
免疫排斥反应
存活
遗传特性
大本P47
胚胎移植
课本P61、62
4.胚胎移植的意义
(1)可以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
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的十几倍到几十倍
(2)胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用(胚胎移植技术除了快速繁育良种家畜外，还可用于克隆哺乳动物，培育转基因动物，保存珍稀哺乳动物以及针对人类不孕等研究)
小结
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
优良供体母牛
受体母牛
优良公牛
超数排卵处理
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
受体发情
移植胚胎
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
具有优良性状的后代
同期发情处理
胚胎移植
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的移植
胚胎的收集、检查、培养或保存
移植后的检查
用激素(如孕激素)对受体和供体进行同期发情处理
用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵
对胚胎进行质量检查，胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段才适合移植
胚胎移植的实质：
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
供体、受体母牛必须是同种的、生理状况相同
-196℃液氮
练习
（1）试管动物的制备属于无性繁殖 （　 　）
（2）胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移 （　 　）
（3）胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，可移植的胚胎一般到囊胚或原肠胚（ 　　）
（4）超数排卵需外源促性腺激素 （　 　）
判断常考语句，澄清易混易错
胚胎分割
课本P62-63
思考：你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？
内细胞团
内细胞团分开，形成一模一样的双胞胎
同卵双胞胎的形成示意图
胚胎分割
课本P62-63
1. 胚胎分割概念：
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，经移植获得同卵双胞胎或多胎的技术
3. 特点：
4. 实质：
2.胚胎分割的理论依据：
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可产生遗传性状相同的后代
胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一
胚胎分割
课本P62-63
5. 主要仪器设备：
体视显微镜
显微操作仪
分割工具：
分割针、分割刀
胚胎分割
课本P62-63
(1)选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中
【说明】不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同
(2)在显微镜下用分割针或分割刀分割, 在分割囊胚阶段的胚胎时, 注意将内细胞团均等分割
6. 胚胎分割操作程序
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
(3)还可用分割针分割 ，做DNA分析，鉴定性别
(4)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
滋养层
胚胎分割
课本P63 资料卡
【问题】胚胎分割是不是分割的份数越多越好？
分割的次数越多，分割后胚胎成活的概率越小
不是，
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。
胚胎分割
课本P62-63
(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
7. 胚胎分割的意义
小结
胚胎工程的技术手段
卵母细胞的采集
受精
精子的获取
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的移植
胚胎的收集、检查、培养或保存
移植后的检查
体外受精
胚胎移植
胚胎分割
胚胎分割概念
胚胎分割的优点和局限性
胚胎分割操作程序
练习
课本P64
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査，以防止
发生免疫排斥反应。（ ）
分别进行成熟培养和获能处理
不需要
练习
课本P64
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
超数排卵处理
卵母细胞——成熟培养 精子进行——获能处理
练习
课本P64
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。
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。
二、拓展应用

展开更多......

收起↑