资源简介

(共18张PPT)
2.3.2
胚胎工程技术
及其应用
一、体外受精
1.过程：
包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
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。
场所：培养液
离心处理的目的：除去精浆以利于精子获能。
（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。
卵母细胞的采集
知识补充
方法 操作过程 适用动物
培养法 将精子放入人工配制的获能液中使其获能 啮齿动物、家兔及猪等动物
化学 诱导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体中，用化学药物诱导精子获能 牛、羊等家畜
精子在进行体外受精前需要 处理。
精子获能
知识补充
精子的采集：
精子的获能
精子的采集和获能
假阴道法、手握法、电激法。
二、胚胎移植
胚胎移植是指将通过体外受精及其他方法得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
1.概念：
（1）胚胎来源：
通过转基因、核移植和体外受精等方式得到。
（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
供体
受体
二、胚胎移植
2.过程:（以牛为例）
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
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
为胚胎移植前后提供相同的生理环境
收集：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）。
检查：用显微镜检查胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚阶段。
保存：将收集的胚胎放入-196°C的液氮中保存。
供体、受体的选择和处理
配种或进行
人工授精
胚胎的
收集
胚胎的检查
培养或保存
胚胎的
移植
移植后
的检查
总结
（1）该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。
（2）该过程中的两次检查：
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。
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
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。
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，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应
3.胚胎移植后，经受体孕有的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致 为什么
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
不一定。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。同期发情处理。
受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
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。
正确。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，并继续发育。
二、胚胎移植
(1)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；
(2)大大缩短了供体本身的繁殖周期；
(3)对供体施行超数排卵处理后，可增加后代数量。
3.实质：
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
4.意义：
5.地位：
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。
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？
1978年，科学家将小鼠的桑椹胚一分为二，获得了成功。
1979年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。
20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割法，并相继得到1/4和1/8分割胚胎后代。
我国的胚胎工程专家也进行了分割胚胎移植的实验研究，成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚胎分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。
胚胎分割技术的发展
应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊
三、胚胎分割
三、胚胎分割
1.概念：
后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3.理论基础：
4.主要仪器设备：
2.特点：
5.选择的胚胎：
体视显微镜和显微操作仪
发育良好的，形态正常的桑葚胚或囊胚。
动物胚胎细胞的全能性。
分割针或分割刀。
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。
6.胚胎去向：
直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体。
三、胚胎分割
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
分割囊胚时，要将内细胞团均等分割。
原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
胚胎分割动态演示
三、胚胎分割
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。
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
课堂小结
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。
(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？
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。
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。
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。

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