资源简介

(共26张PPT)
第3节 第2课时
胚胎工程技术及其应用
第2章　细胞工程
人教版高中生物 选择性必修3
1
简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。
2
运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。
3
认同在胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。
小新闻
八胞胎的诞生
灰绿色
广州一对L姓富商久婚不孕，2010年初借助试管婴儿技术孕育的8个胚胎竟然全部成功，大喜望外的富商夫妇最终找来两位代孕妈妈，再加上自身共3个子宫采取“2+3+3”队型，在当年十月内先后诞下4男4女八胞胎，被称是“中国首例八胞胎”
分析：什么是试管婴儿？
8胞胎的诞生过程涉及了哪些工程的技术
试管动物？
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
受体雌性
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管动物
胚胎移植
体外受精
体外胚胎培养
有性生殖
克隆动物？
无性生殖
体外受精
通过人工操作使卵子与精子在体外完成受精。
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
成熟培养
体外受精
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
获能处理
获能精子
受精卵培养
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。
拓展
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
场所
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
供体：提供胚胎
受体：接受胚胎
胚胎移植
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
（遗传性状优良，生产能力强）
（有健康体质和正常繁殖能力）
体内受精、转基因、核移植等
胚胎移植主要包括_____、_____的选择和处理，_____或人工授精，胚胎的_____、_____、培养和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等。
供体
受体
配种
收集
检查
检查
概念
1
过程
2
体外受精 胚胎移植
2.过程：
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
二、胚胎移植
（以牛的胚胎移植为例）
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
桑葚胚或囊胚
（激素处理）
超数排卵是指应用外源促性腺激素处理，诱发卵巢排出更多的成熟卵子。
超数排卵使用的激素为多肽类，需注射，口服会失效。
相关信息P62
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.地位：
胚胎工程的最终技术环节
5.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________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
超数排卵
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。
胚胎移植的生理学基础
胚胎移入的基础
胚胎存活的基础
不一定；
一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育
在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境
受体对来自供体的胚胎基本上不发生免疫排斥反应
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
胚胎发育的基础
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
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
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，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发生任何变化
早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，如何利用细胞全能性，提高胚胎的利用率？
思考？
三、胚胎分割
双胞胎
灰绿色
三、胚胎分割
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
指采用机械方法（切割针、切割刀）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。
概念：
特点：
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
理论基础：
动物胚胎细胞的全能性。
显微操作仪
体视显微镜
2. 胚胎分割的设备：
分割刀
分割针
三、胚胎分割
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
取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
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
胚胎分割动态演示
盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割
4. 胚胎分割的优点：
①促进优良动物品种的繁殖。
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、动物繁育健康后代具有重要意义。
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；
5. 胚胎分割的局限性：
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。
三、胚胎分割
胚胎分割
注意事项
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。
核移植——
体外受精——
胚胎分割——
利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？
无性生殖
有性生殖
无性生殖
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
练一练 P64【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查，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。
练一练 P64【练习与应用】
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。
(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。
练一练 P64【练习与应用】
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。
练一练 P64【练习与应用】
二、拓展应用

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