资源简介

(共44张PPT)
第35讲 第二课时
体外受精和早期胚胎培养
及胚胎工程的应用
一、体外受精
1.卵母细胞的采集和培养
方法1：给供体注射促性腺激素，使动物的卵巢一
次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子（超数排卵），然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
方法2-1：从屠宰场得到的废弃牛卵巢中采集卵母细胞
方法2-2：从活体卵巢中采集卵母细胞
比较两种方法采集的卵母细胞在体外受精前的处理有所不同，为什么？
2.精子的收集和获能
1)收集的方法:
假阴道法,手握法和电刺激等
2)获能处理:
培养法：把精子放入获能液中。
（啮齿动物、家兔和猪）
化学诱导法：把精子放入一定浓度肝素或
钙离子载体A23187溶液中。
（牛、羊）
一、体外受精
3.受精
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
离心的目的是什么？
卵母细胞的培养的目的是什么？
一、体外受精
1.发育培养液成分 :
水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.
二、胚胎的早期培养
2.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。
注意：不同动物胚胎移植的时间不同
牛、羊：桑椹胚或囊胚
小鼠、家兔：卵裂期或囊胚
试管婴儿：8个或16个细胞阶段
“试管动物”与“克隆动物”的比较
比较项目
试管动物
克隆动物
生殖方式
技术手段
遗传规律
有性生殖
无性生殖
体外受精，早期胚胎培养，胚胎移植
核移植技术，胚胎移植
遵循
不遵循
大本P250
1.概念：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
三、胚胎移植
体内受精、体外受精、核移植、转基因
受体的条件：
同种（同一物种）生理状态相同。
供体：
受体：
提供胚胎的个体。
接受胚胎的个体。
胚胎的来源：
实质：提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程（早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移）。
2.基本操作程序
大本P250
超数
排卵
冲卵
桑椹胚或囊胚
妊娠
胚胎的收集
在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。
（也叫冲卵）
冲洗瓶
收集瓶
方法一：手术法
具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。
方法二：非手术法
将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。
胚胎的移植
非手术法
手术法
选择及同期发情处理
超数排卵处理
配种或人工授精
胚胎收集
胚胎检测
胚胎保存
胚胎移植
妊娠检查
分娩
【归纳总结】
（1）该过程中两次使用激素：
（2）该过程中的两次检查：
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件
A、第一次用激素对受、供体进行同期发情处理；
B、第二次用促性腺激素对供体进行超数排卵。
A、第一次对收集的胚胎进行检查；
B、第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
A、胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
B、进行胚胎移植的供体和受体的要有相同的生理条件。
大本P250
3. 胚胎移植的生理学基础
a.胚胎能够移入受体的生理基础：哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是_______。
b.胚胎收集的生理基础：哺乳动物的早期胚胎形成后，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。
c.胚胎在受体内能够存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上___________________。
d.供体胚胎正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的_______________，且供体胚胎的__________不受任何影响。
大本P249
相同的
游离
不发生免疫排斥反应
生理和组织联系
遗传特性
4、胚胎移植的现状和意义
①加速育种工作和品种改良
②大量节省购买种畜的费用
③一胎多产
④保存品种资源和濒危物种
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代，因此缩短了供体本身的繁殖周期,增加其一生繁殖的后代数量。
三、胚胎移植
是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术
四、胚胎分割
1.胚胎分割的概念
2.胚胎分割的意义
提高胚胎的利用率
胚胎分割属于有性生殖还是无性生殖？
在胚胎发育的什么阶段进行分割比较好？
无性生殖
桑椹胚 或 囊胚（将内细胞团均等分割）
教材P78-79面
四、胚胎分割
使用的主要仪器
实体显微镜和显微操作仪。
选择的胚胎
发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。
基本过程：
选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，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给受体。
胚胎分割
操作注意事项：
①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，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。
操作注意事项：
②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
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。
（1）产生同卵多胎的可能性是有限的。
（2）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异
胚胎分割技术的缺陷：
回忆：为什么XY型性别决定的生物，群体中的雌雄比例接近1：1？
判断：性别受性染色体控制而与基因无关。
进一步的设想：性别控制
方法：
1.X精子 与 Y精子的分离技术
2.SRY-PCR法、染色体形态观察
五、胚胎干细胞
1.胚胎干细胞的概念
简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
特点:
1）形态:体积小、细胞核大、核仁明显。
2）功能:具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
3） ES细胞在体外培养的条件下（在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中），ES细胞可以增殖而不发生分化。在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
五、胚胎干细胞
教材P80
胚胎干细胞的用途（教材P80-81）
① 用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症；
② 通过体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题；
③ 用于研究哺乳动物
个体发生和发育规律。
五、胚胎干细胞
(2015·重庆理综，8)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交：
♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)―→C
选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常____________________。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_____性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是__________，后代中出现这种母牛的概率是________(假设两对基因分别位于两对常染色体上)。
生长发育(或胚胎发育)
隐性
♂A×♀C
1/8
(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。
精子要具有受精能力，需对其进行______处理；卵子
的成熟在过程____中完成。在过程④的培养基中含有
葡萄糖，其作用是______。为筛选出具有优良性状的
母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的____________________
___________。子代母牛的优良性状与过程________
的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用__________
技术。
获能
③
供能
性别、高产奶和适应
②
胚胎分割
生长的基因
2.下图是体外受精技术培育试管动物的大致流程，请回
答下列问题：
(1)精子的顶体内含有________能协助精子穿过卵母
细胞的________________。
(2)体外培养受精卵时，除给予一定量的O2以维持细
胞呼吸外，还提供________气体以维持
____________相对稳定。
顶体酶
放射冠和透明带
CO2
培养液的pH
(3)动物的早期胚胎需移植到同种且________与供体相
同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为
受体对_________________________________。
(4)如果将某种目的基因导入动物细胞，以期获得新性
状，最常用的方法是用显微注射技术将
_______________________导入受精卵中，目的基因
能够导入到受体细胞内，并且在受体细胞中稳定表
达的过程称为________。
生理状态
外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
含有目的基因的表达载体
转化
3.下列表示相关生物工程流程图，请据图回答相关问题。
体外受精
胚胎移植
试管动物
胚胎移植
克隆动物
(1)上述流程图中，图甲整体表示胚胎工程中的_______
_______________技术，图乙整体表示细胞工程中的
_______技术，两种技术都_____(填①是无性繁殖的
产物②运用了动物细胞培养、胚胎移植等技术
③证明了动物的体细胞具有全能性)。
(2)精子和卵子发生的初始时期分别为________、
___________。
(3)图甲中的卵母细胞要培养至______期才具备受精的
能力。图甲精子体外获能是指_________________，
操作A是指________，进行胚胎移植时对受体母牛的
要求是________________________________。
体外
受精和胚胎移植
核移植
②
初情期
性别分化后
MⅡ中
精子获得受精能力
体外受精
同种的生理状态相同的健康母牛
(4)图甲中一般用________激素对供体母牛做超数排卵
处理，用________激素处理受体牛以便接受胚胎。
(5)图乙中操作C为__________，这与图甲的________
过程相同，图乙中“幼体”常被称作___________
(克隆动物、试管动物)。
促性腺
孕
胚胎移植
操作B
克隆动物
4.(2016·江苏卷，11)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动
物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，
主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分离
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
体外受精
胚胎移植
B
5.(安徽高考，节选)科研人员采用转基因体细胞克隆技
术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产
人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。
(1)由过程①获得的A为________________________。
(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，
目的是_________________________________
__________。受体应选用________期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎
基本上不发生______________，这为重组胚胎在代
孕母羊体内的存活提供了可能。
含目的基因的表达载体
保证核遗传物质来自含目的基因的
MⅡ中
免疫排斥反应
成纤维细胞
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论
上可获得无限个转基因绵羊，这是因为__________
___________________________________________。
整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
6.(2015·山东理综，36)治疗性克隆对解决供体器官
缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流
程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的_______________技
术，过程②采用的是胚胎工程中的______________
技术。
体细胞
核移植
早期胚
胎培养
(体细胞)核移植
(早期)胚胎培养
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，
其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达
载体(重组载体)时必须使用_______和___________
两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需
有______基因，以便选出成功导入基因表达载体的
细胞。
pH
限制酶
DNA连接酶
标记
7.(2014·山东理综，36)人组织纤溶酶原激活物(htPA)
是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳
中获得。流程如下：
(1)htPA基因与载体用___________切割后，通过DNA
连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基
因是否已插入受体细胞DNA，可采用___________
技术。
同种限制酶
DNA分子杂交
(2)为获取更多的卵(母)
细胞，要对供体母羊
注射促性腺激素，使
其________。采集的
精子需要经过
__________，才具备
受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的
方法是__________。为了获得母羊，
移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行
________。利用胚胎分割和胚胎移植技术
可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的
________。
(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到____________
___________________，说明目的基因成功表达。
超数排卵
获能（处理）
显微注射法
性别鉴定
全能性
htPA (或人
组织纤溶酶原激活物)
8.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图，请回答下列问题。
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的_______________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是____________。在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
囊胚
原始性腺细胞
胚胎干细胞
分化诱导
大本P251
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将图中的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________，其原因是_____________________。
选择性表达
造血干
红细胞
细胞中无细胞核

展开更多......

收起↑