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(共28张PPT)
第3节 胚胎工程
二 胚胎工程技术及其应用
新课标 核心素养
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。 1.科学思维——构建胚胎移植技术繁育良种种畜的流程图。
2.社会责任——关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展。
牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml,精子数50亿。
牛的自然繁殖的速度太慢，一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。不能满足生产需要。引进一头良种成年奶牛需3万---5万元。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
从社会中来
1982年世界首例“试管牛” 犊问世
1、“试管牛”是怎么回事？
2、“试管牛”是应用哪些技术生产的？
试管动物:
是指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。
个体
精子
卵子
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎发育
一、体外受精
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
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
成熟培养
获能处理
适当的培养液
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。
3. 精子获能的方法
(1)直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；
(2)将精子培养在人工配制的获能液中使其获能，获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。
1.概念：
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）胚胎来源：
体外受精及其他方式得到的胚胎
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等
（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
二、胚胎移植
胚胎移植主要包括_____、_____的选择和处理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培养和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等步骤。
供体
受体
配种
收集
检查
检查
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
（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
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
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
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，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
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
【典例】爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术的叙述正确的是(　　)
A.获取的精子经获能后才能进行体外受精
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵
C.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫
D.精子与卵子相遇后，精子会释放多种水解酶，防止多精入卵
A
【检测】下列关于胚胎移植的叙述错误的是(　　)
A.在胚胎移植中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”
B.胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
C.胚胎移植是胚胎工程其他技术的第一道“工序”
D.胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关
解析　胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，C错误。
C
采用________将_________切割成___________________等，经移植获得_______________的技术。
三、胚胎分割
1.概念：
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.繁殖方式：
无性繁殖（克隆）
3.主要仪器设备：
体视显微镜、显微操作仪
体视显微镜
显微操作仪
分割工具:
分割针或分割刀
4.适合分割的胚胎：
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
5.注意事项：
分割囊胚时，要将内细胞团均等分割
6.分割后胚胎去向：
直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体
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
胚胎分割动态演示
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。
到社会中去
可以向胚胎工程专家提出的问题有：公司繁育成功的良种奶牛是将胚胎几等分得到的后代 采用胚胎分割技术，理论上一头纯种荷斯坦奶牛一年可由代孕母牛生下多少头小牛 实际得到了多少头 如果理论值与实际值存在差异，产生差异的原因是什么 胚胎分割后经移植获得的同卵双胎或多胎，是否保持了良种奶牛所有的优良性状 是否有生理缺陷 等等。
【典例】对胚胎分割技术的叙述错误的是(　　)
A.胚胎分割技术已在多种动物中取得成功
B.采用胚胎分割技术产生的同卵多胎的可能性是有限的
C.分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚阶段再移植到受体内
D.对移植的胚胎进行性别鉴定时，应选取囊胚期内细胞团的细胞进行鉴定
D
【检测】科学家运用不同的生物工程技术培育具有优良性状的牛，下列说法不正确的是(　　)
A.体外受精等技术可培育出与母本遗传物质相同的试管牛
B.核移植等技术可培育具有亲本优良性状的克隆牛
C.胚胎分割等技术可提高优良牛胚胎的利用率
D.胚胎移植等技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力
A
【课堂小结】
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
(1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到卵细胞阶段，才能进行体外受精。( )
解析：从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到M Ⅱ期，才能进行体外受精。
(2)体外受精和核移植都能为胚胎移植提供可用的胚胎。( )
(3)胚胎移植技术中，提供精子的一方为供体，提供卵母细胞的一方为受体。( ) 解析：胚胎移植技术中，提供胚胎的一方为供体，接受胚胎的一方为受体。
(4)胚胎移植时，可以将早期胚胎移植入生理状况相同的异种雌性动物体内。( ) 解析：胚胎移植时，必须将早期胚胎移植入生理状况相同的同种雌性动物体内。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)同一胚胎经分割产生的双胎或多胎，含有相同的遗传物质。( )
(6)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。( )
解析：用于分割的胚胎应是发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(7)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割。( )
解析：桑葚胚还没有内细胞团和滋养层的分化。
(8)用于分割的胚胎是由体外受精产生的受精卵发育而来，所以胚胎分割技术是一种动物有性生殖的繁殖方法。( )
解析：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(5)分割后的胚胎，不能直接移植给受体，往往需要经过体外培养后才能移植给受体。( )
解析：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。
√
×
×
×
×
【当堂检测】
1.可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到(　　)
A.MⅠ期 B.MⅡ期
C.桑葚胚期 D.囊胚期
B
D
2.发展试管动物技术具有重要意义，下列有关叙述错误的是(　　)
A.试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B.试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵母细胞
C.试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D.试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
3.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是(　　)
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
A
4.中国科学家利用猕猴体细胞的细胞核移植和胚胎移植技术，最终培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”，过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
C
A.核移植获得的克隆猴体细胞的染色体数目是核供体的一半
B.重组细胞体外培养发育到原肠胚阶段即可进行胚胎移植
C.为获得更多克隆猴可在胚胎移植前对胚胎进行分割
D.利用某一胚胎的干细胞进行多组核移植，理论上产生的雌雄动物数量比为1∶1
5.Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题：
(1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是_____________________________
_________________________________________________________。
该健康男婴孕育过程中依次使用了________、体外受精、早期胚胎培养和______________等技术。
该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自卵细胞，导致前两个孩子患病夭亡
核移植
胚胎移植
(2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的________(填“A”或“B”)。取卵之前，该母亲需要注射________激素。
(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养至桑葚胚或________，再进行胚胎移植。
(4)在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育原因是______________________________________________________________。
B
促性腺　
囊胚
因为男性的线粒体不会遗传给后代

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