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(共26张PPT)
2.3.2 胚胎工程技术及其应用
你听说过试管牛、试管羊吗？
是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。
试管动物：
背景资料
试管牛的工厂化生产
体外受精
早期胚胎发育
受体母牛的子宫(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管牛
【试管动物】是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。
“试管动物”生产流程
“试管动物”产生过程涉及到胚胎工程的哪些技术 原理分别是什么
胚胎工程的技术主要包括：体外受精(原理:受精作用)
胚胎移植(原理:胚胎发育)
胚胎分割(原理:细胞增殖，胚胎发育)
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
体外受精
卵巢中采集
体外成熟培养（MⅡ期卵母细胞）
1.从输卵管中采集的卵母细胞可直接受精
精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。
去除精浆，提取纯度较高精子
(以利于精子获能)。
适当的培养液共同培养
（获能液或专用的受精溶液）
以检查受精状况和受精卵的发育能力
一
体外受精
成熟培养
获能处理
2.意义：提高动物繁育能力，为胚胎移植提供可用胚胎。
1.概念：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
状态相同的雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
胚胎移植
二
体内受精、转基因、核移植等
供体：
受体：
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
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
超数排卵处理
受体发情
发情配种或人工授精
移植胚胎
收集胚胎并检查
对受体进行妊娠检查
牛的胚胎移植示意图
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
胚胎移植
二
每次处理一头奶牛收集到的胚胎，经移植可产生3-4头犊牛，每年可处理4-5次。
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。
（一般用孕激素）
2.过程：
为胚胎移植前后提供相同的生理环境
二 胚胎移植
2.过程：
优良供体母牛
受体母牛
受体发情
同期发情处理
超数排卵处理
发情配种
或人工受精
胚胎移植
收集胚
胎并检查
对受体进
行妊娠检查
优良性状后代
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
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。
什么是同期发情处理？
同期发情处理的目的是什么？
使他们的生理环境达到同步或一致，这样供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
移植后的检查
胚胎的移植
胚胎移植
二
1.对供体和受体同期发情处理的目的是什么？
使他们的生理环境达到同步或一致，这样供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。
2.该过程中两次检查的目的分别是什么
第一次是对收集的胚胎进行检查：
第二次是对移植后的胚胎进行检查：
检查胚胎的质量
检查受体是否妊娠
3.胚胎的移植一般选择移植桑葚胚或囊胚阶段的胚胎
1.将胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
3.经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？
同期发情处理,使供体和受体生殖器官的生理变化同步，
不一定，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。
如不能，需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？
基本上不会发生免疫排斥反应
思考·讨论
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
移植后的检查
胚胎的移植
与供体保持一致。
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变化。
胚胎移入的基础
胚胎存活的基础
胚胎发育的基础
思考·讨论
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
移植后的检查
胚胎的移植
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
3.实质：
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
5.地位：
胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节
4.意义：
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
二
胚胎移植
供体职能：
受体职能：
产生具有优良遗传特性的胚胎
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
供体：超数排卵处理
受体：承担生育任务
该过程中两次使用促性腺激素，
①对受、供体进行同期发情处理；②用于供体的超数排卵。
该过程中的两次检查：
①对收集的胚胎进行检查；②对受体母牛是否妊娠进行检查。
产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，
性别取决于公牛提供何种类型的精子。
【小结】
双胞胎
灰绿色
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
体视显微镜
显微操作仪
三 胚胎分割
1.概念：
采用___________将____________切割成___________________ 等，经移植获得__________________的技术
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.理论依据：
早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
3.目的：
4.特点：
获得多个基因型相同的后代。
后代具有相同的遗传物质，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
5.主要仪器设备：
分割针或分割刀
体视显微镜、显微操作仪
分割工具：
三 胚胎分割
选择发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
6. 适合分割的胚胎：
7.注意事项：
8.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
特别提醒：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割
若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。
分割囊胚时，要注意将内细胞团均等分割
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
三
滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，取滋养层不会影响胚胎的正常发育
9.过程：
人工控制动物性别
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，有利于人工控制性别、动物繁育健康后代
①存在一些问题:如刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等。
②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。
胚胎分割
三
10.优点：
11.局限性：
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
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】
【拓展】试管牛VS克隆牛
核移植
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
克隆牛
重组细胞
受精卵
试管牛
有性生殖
无性生殖
比较项目 试管动物(婴儿) 克隆动物
技术基础
生殖类型
发育起点
体外受精、胚胎早期培养、胚胎移植
动物细胞培养、动物体细胞核移植、胚胎移植
有性生殖
无性生殖
受精卵
核移植后的重组细胞
比较项目 试管动物(婴儿) 克隆动物
遗传物质来源
后代性状
实例
过程
意义
亲本双方
主要来源于供核方
试管牛、试管羊
主要与供核方相同
双亲特点
克隆羊“多莉”
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期
加速家畜遗传改良进程，挽救濒危物种等
【拓展】试管牛VS克隆牛
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
练习与应用 P64
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。（ ）
×
×
×
练习与应用 P64
一. 概念检测
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
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。
二、拓展应用
练习与应用 P64
1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题：
(1)如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体，则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜一甘蓝”？
若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？
植物组织培养技术
白菜和甘蓝杂交产生的后代含有两个物种的染色体，在进行减数分裂时联会发生紊乱，无法形成正常的配子。所以后代一般是不可育的
1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题：
(2)若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则 B细胞表示什么
符合要求的C细胞应具有哪些特点
B淋巴细胞
能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体
1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题：
(3)如果A、B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期
B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵
MⅡ期
获能处理

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