资源简介

(共29张PPT)
聚焦
学习目标：
1.体外受精技术
2.胚胎移植
3.胚胎分割
第3 节 胚胎工程
第2课时 胚胎工程技术及应用
情景资料1
国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
我国蒙古黄牛：均重300Kg
海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg
①引进一头良种成年奶牛需3万～5万元
②一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。
实际问题
母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
荷斯坦牛
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。
1982年世界首例“试管牛” 犊问世，我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海诞生
情景资料2
1978年世界首例试管婴儿诞生，1982年世界首例试管牛犊问世。
1. 试管动物
1)概念
试管动物是指通过人工操作使卵细胞在体外 ，培养发育为早期胚胎后，再进行 产生的个体。
2)产生过程
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
受体母牛
(代孕)
个体
体外受精
早期胚胎发育
胚胎移植
一.体外受精
试管动物 克隆动物
发育起点
生殖方式
技术手段
遗传物质
遗传规律
受精卵
重构胚
有性生殖
无性生殖
体外受精、胚胎移植
动物细胞核移植技术、胚胎移植
来自2个亲代
主要来自核供体
遵循
不遵循
◎ 知识拓展-比较试管动物和克隆动物
核移植
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
克隆牛
无性生殖
重组细胞
受精卵
试管牛
有性生殖
2.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
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
获能精子
目的是除去精浆以利于精子获能
目的
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A23187溶液中，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。
知识补充
精子的采集
假阴道法、手握法和电激法。
精子的获能
精子的采集和获能
知识补充
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
具体过程
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
受精卵
培养
去除精浆（含有抑制精子获能的物质），以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
早期胚胎培养的基本条件：
①营养条件②无菌、无毒的环境条件③适宜的温度、pH和渗透压④适宜的气体环境
目的
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
采集
培养
精子
获能处理
将精子培养在人工配制的获能液（肝素、Ca2＋载体）中使其获能
CO2培养箱
3.体外受精技术的意义
为胚胎移植提供可用的 。
提高动物 能力的有效措施
胚胎
繁殖
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程不同
场所不同
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
1.概念
1)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、胚胎分割等
2)供体和受体:
供体：
提供胚胎的个体
遗传性状 ，生产能力 。
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准：
职能：
受体：
接受胚胎的个体
有健康体质和正常繁殖能力
承担繁重而漫长的 和 任务
选择标准：
职能：
2.实质
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
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
优良
强
妊娠
育仔
二.胚胎移植
（遗传性状优良，生产能力强）
（有健康体质和正常繁殖能力）
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
超数排卵处理
发情配种
或人工授精
收集胚胎并检查
优良公牛
冲卵
3.过程
外源促性腺激素处理
桑椹胚或囊胚阶段
注射雌激素或孕激素
目的：从输卵管或子宫角排出早期胚胎（早期胚胎处于游离状态，容易收集）
目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
使它们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后，不会发生免疫排斥反应。
（遗传性状优良，生产能力强）
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
或人工授精
胚胎移植
收集胚胎并检查
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
（有健康体质和正常繁殖能力）
冲卵
不同动物胚胎移植时间不同
移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩
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。
① 供、受体的选择和处理
② 配种或人工受精
③ 胚胎的收集、检查、培养或保存
④ 胚胎的移植
胚胎移植的步骤
⑤ 移植后的检查等
（遗传性状优良，生产能力强）供体母牛
（有健康体质和正常繁殖能力）受体母牛
多种激素同期发情处理
促性腺激素
超数排卵
供体公牛
发情配种或
人工受精
收集胚胎并检查
胚胎移植
妊娠检查
分娩
（胚胎移植的犊牛）
2)进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
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；
2.该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
3.成功与否要有两个条件：
1)一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
小结
第二次用于供体的超数排卵（促性腺激素）。
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
4.意义
1)充分发挥雌性优良个体的 。
2)大大缩短了 本身的繁殖周期。
3)对供体施行 处理后，增加供体一生繁殖后代的数量。
供体：
提供胚胎的个体
遗传性状优良，生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准：
职能：
受体：
接受胚胎的个体
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
选择标准：
职能：
4)胚胎移植是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。
5.地位
繁殖潜力
供体
超数排卵
4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，并在孕育过程中遗传特性不变。
3.受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。
2.早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供了可能。
1.同种动物的供体和受体具有相同的生理环境。
知识扩展：胚胎移植的生理学基础
你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？
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
可以分割胚胎，让其各自发育成新的个体。早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，可将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率
从社会中来
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。
应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊
三.胚胎分割
指采用 （切割针、切割刀）将 切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得 或 的技术。
1.概念
1)特点
后代具有 的遗传物质，胚胎分割可以看做动物 的方法之一。
2)理论基础
动物胚胎细胞的 。
机械方法
早期胚胎
同卵双胎
多胎
相同
无性繁殖或克隆
全能性
显微操作仪
体视显微镜
分割刀 分割针
发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
2.过程
对象：
滋养层细胞发育成胎盘和胎膜，不发育为胎儿的组织或器官，不会对胎儿产生影响。
直接移植胚胎给受体或体外培养到囊胚阶段再移植
囊胚
均等分割内细胞团
若没有均等分割，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。
注意：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
胚胎分割的过程
3.意义：
1)促进优良动物品种的 。
3)在胚胎移植前，进行 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 的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
繁殖
相同
性别鉴定、遗传病筛查
4.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
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。
2.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是 (　　)
A.精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能
B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用
C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异
D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
3.下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是( )

A.①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B.②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化
C.③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育
D.为选育出能泌乳的母奶牛，移植前需从胚胎的滋养层部位取样，做 DNA 分析鉴定性别
4.以下对于胚胎分割的描述,正确的有 (　　)
①胚胎分割可产生基因型完全相同的新个体②内细胞团一般到囊胚阶段才出现,胚胎分割时最好将其均等分割,移植成功率才高③只能对囊胚期细胞进行分割④不仅内细胞团要均等分割,滋养层也要均等分割,否则不易成功⑤胚胎分割移植属于有性生殖⑥胚胎分割次数越多,分割和移植的效率越高
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
5.试管牛、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果。下列叙述正确的是 (　　)
A.都属于无性生殖,能保持母本性状
B.三者分别属于胚胎工程、植物组织培养和克隆技术
C.都充分体现了体细胞的全能性
D.都不会发生基因重组

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