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(共36张PPT)
第2章 细胞工程
2.3 胚胎工程 第2课时
——胚胎工程技术及其应用
P60
目
生物学
1
2
3
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。
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。
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。
学习目标
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。
试管动物：
1
人类——试管婴儿
P60 第二段 1-2行
一、体外受精技术
包括 、 和 等步骤
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
成熟培养
获能处理
适当的培养液
过程：
1
卵母细胞的采集
精子的获取
P60 第二段 5-6行
p60 图2-22 掌握
意义：P60 倒数第一段 1—2行
2
1.提高动物繁殖能力。
2.为胚胎移植提供可用胚胎。
二、胚胎移植
供体：提供胚胎
受体：接受胚胎
将通过体外受精及其他方式（体内受精，转基因，核基因-做补充笔记）P61 《第一段 最后1-2行》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
概念
1
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
胚胎移植：P61 第3段
超数排卵
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
一般用孕激素
用外源促性腺激素，排出更多成熟的卵子
掌握
P61 图2-23
桑葚胚或囊胚
二、胚胎移植
供体职能
胚胎工程的最终技术环节
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
产生具有优良遗传特性的胚胎
供体：超数排卵处理
意义：
3
地位：胚胎移植
4
受体职能
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
受体承担生育任务
P62 第1段 1，4行
P62 第1段 3行
P62 第1段 4行
P62 第1段最后1行
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
P62
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一般不发生变化
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（胚胎工程实质);
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
胚胎移植的生理学基础
P62
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。
二、胚胎移植
P62 第1段 倒数第二行
三、胚胎分割
1.概念：
2.繁殖方式：
3.主要仪器：
4.注意事项：
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。
体视显微镜、显微操作仪
桑葚胚或囊胚
无性繁殖（克隆）
工具：分割针或分割刀
①选择发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
②分割囊胚时，要将内细胞团均等分割
③做性别鉴定时选取滋养层细胞进行DNA分析
体视显微镜
显微操作仪
P62 倒数第二段
P62 最后一段 做标注（掌握）
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
三、胚胎分割
双胞胎
灰绿色
三、胚胎分割
做DNA分析，
鉴定性别
1.在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将 。否则，会出现什么问题？
内细胞团均等分割
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。
思考·讨论
P62 最后一行
三、胚胎分割
滋养层细胞
做DNA分析，
鉴定性别
2.做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？
滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
思考·讨论
P63 图2-25
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
三、胚胎分割
18
5.意义
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
6.局限性
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。
P63 第二段
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
课堂小结
如果你是良种牲畜培育专家，想大量获得良种牛，有哪些办法？
动物细胞核移植
体外受精（试管牛）
胚胎分割
胚胎移植
人工受精
社会应用
P63 做笔记
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？
不一样
核移植——无性生殖;
体外受精——有性生殖;
胚胎分割——无性生殖
学以致用
P63 做笔记
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
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。
（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
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死亡，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。
二、拓展应用（P64）
练习与应用
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。
(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
二、拓展应用（P64）
练习与应用
提示: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。
第2章 细胞工程
复习与提高（P66)
复习与提高
一、概念检测
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。
⑴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-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子代没有同源染色体，进行减数分裂时联会发生紊乱，不能形成正常的配子，所以该子代一般不可育。
（P66)
复习与提高
⑵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。
（P66)
复习与提高
⑶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？
减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)；获能处理。
（P66)
3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。
⑴研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是什么？
诱导细胞融合。
⑵为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶 Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么？
这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4l的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶，该酶能降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平。
⑶评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？
“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练，能在10s内完成对卵母细胞的去核操作，能在15s内将体细胞注入去核的卵母细胞，这样迅速的操作大大减少了对卵母细胞的损伤。

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