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(共33张PPT)
第4节 胚胎工程及其应用
第2课时 体外受精、胚胎移植和胚胎分割
简述体外受精的主要操作步骤。
01
简述胚胎分割的概念。
03
简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。
02
试管婴儿是在试管里培养出来的吗？
问 题
试管动物技术到底是什么呢？
试管动物技术
体外受精
早期
胚胎发育
是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。
受体母体
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管动物
试管动物 = 克隆动物
核移植
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
克隆动物
无性生殖
重组细胞
受精卵
试管动物
有性生殖
比较项目 试管动物(婴儿) 克隆动物
技术基础
生殖类型
后代性状 的继承特点
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
继承双亲的的特性
与核供体亲本基本一样
胚胎工程
1.操作对象：
2.技术种类：
3.工程实质：
4.理论基础：
动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
哺乳动物（体内）受精和早期胚胎发育的规律。
在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
1.体外受精技术主要包括哪几个步骤？
2.从卵巢中采集的卵母细胞可以直接受精吗？如果不能，应对卵母细胞进行怎样的操作？
3.精子与卵细胞如何完成体外受精？
4.受精卵如何培养？
阅读P76-78文字及图2-4-5，思考以下问题：
一、体外受精
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卵母细胞
获能精子
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
体外受精
受精卵培养
哺乳动物体外受精过程示意图
哺乳动物体外受精过程详细步骤
卵巢
卵母细胞
卵母细胞培养
MI期卵母细胞
MII期卵母细胞
新鲜或解冻的精液
精子离心处理
精子获能处理
获能精子
体外受精
受精卵培养
早期胚胎
受体子宫
胚胎移植
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。
精子获能
精子的采集
假阴道法、手握法和电激法。
精子的获能
1.精子的采集和获能
精子获能的意义：增强了精子的 能力和 能力。
增加
Ca2+
升高
降低
代谢
运动
（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。
2.卵母细胞的采集
3.体外受精过程
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
获能处理后的精子
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
受精卵培养
去除精浆，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、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
成熟培养
1.解冻后的精液为什么要进行离心处理？
由于精液中含有精子获能的抑制因子，冷冻液中还含有防冻剂等成分，所以解冻的精液要进行离心，以便除去上述物质。
情境探疑
2.采集到的卵母细胞是否都能直接与获能的精子受精？请分析原因。
(1)通过促性腺激素处理的，从输卵管中冲取的卵子可直接与获能的精子在体外受精；(2)采用抽吸法从活体卵巢中采集的卵母细胞或采用机械破碎法从宰杀后雌性动物卵巢上采集得到的卵母细胞要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
体外受精的应用
①可用于研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制。
②为胚胎生产提供了经济而高效的方法，对充分利用优良种质资源、
缩短家畜繁殖周期、加快品种改良速度等具有重要价值。
③可以为胚胎移植提供可用胚胎
为胚胎移植提供可用的胚胎
提高动物繁殖能力的有效措施
3.体外受精过程
胚胎移植是指将通过体外受精及其他方法得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
1.概念：
（1）胚胎来源：
通过转基因、核移植和体外受精等方式得到。
（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
供体
受体
二、胚胎移植技术
2.胚胎移植的过程
1
供、受体选择标准是什么？
优良供体母牛
受体母牛
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
__________处理
发情配种或人工授精
超数排卵
收集胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
受体发情
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
受体母牛
同期发情处理
具有优良性状的后代
2
如何获得更多卵子？
超数排卵
给供体注射促性腺激素，使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子，用于体外受精和早期胚胎培养。(从输卵管中冲取卵子。)
只能注射不能饲喂
分泌
垂体
促性腺激素
卵巢中卵泡发育成熟
排卵
（+）
优良供体母牛
__________处理
发情配种或人工授精
超数排卵
收集胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
受体发情
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
受体母牛
同期发情处理
具有优良性状的后代
3
需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？
同期发情
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。
使他们的生理环境达到同步或一致，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。这是胚胎移植成功与否的关键。
优良供体母牛
__________处理
发情配种或人工授精
超数排卵
收集胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
受体发情
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
受体母牛
同期发情处理
具有优良性状的后代
4
胚胎移植的时期？
桑葚胚或囊胚期的早期胚胎
5
受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
不会
6
产下犊牛性状和性别取决于？
性状：取决于供体母牛和公牛
性别：取决于公牛提供的精子类型
优良供体母牛
__________处理
发情配种或人工授精
超数排卵
收集胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
受体发情
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
受体母牛
同期发情处理
具有优良性状的后代
总结
（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；
第二次用于供体的超数排卵。
（2）该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
胚胎检查
检查胚胎的发育状况，发育至桑椹胚或囊胚时期用于胚胎移植
①能发挥优良母畜的 ，迅速扩大优良畜种的数量，加速优良畜种的推广应用；
②能缩短 （大大缩短了供体本身的繁殖周期），提高家畜改良速度；
③能长期保存冷冻胚胎，便于优良品种的 和保存。
④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。
繁殖能力
世代间隔
种质运输
3.胚胎移植技术的应用
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。
三、胚胎分割技术
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。
为什么切割后胚胎还可以继续发育？
2.理论依据
1.概念
3.主要仪器设备
体视显微镜
显微操作仪
分割工具
分割针 | 分割刀
4.胚胎分割操作程序
a.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
b.在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割
c.分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
分割针
分割针
二分胚
内细胞团
取样滋养层
胚胎移植
做DNA分析，鉴定性别
已知性别胚胎
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
同卵双胞胎自然形成示意图
内细胞团
内细胞团分裂，形成一模一样的双胞胎
问题1：在对囊胚进行分割时要注意什么？
要将内细胞团均等分割。
5.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。
6.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。
问题2：胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？
不是，分割的次数越多，分割后胚胎成活的概率越小。
(1)精子获能指的是精子获得能量(　　)
(2)从活体卵巢中采集的卵母细胞都可以直接与获能后精子进行体外受精(　　)
(3)获能后的精子的膜流动性增加，表面电荷降低(　　)
(4)顶体反应可以阻止多精入卵(　　)
(5)通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠，用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子。(　　)
(6)为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子。(　　)
(7)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。(　　)
(8)受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液。(　　)
1.概念辨析
×
×
√
×
√
×
√
×
2.以下是哺乳动物体外受精过程简图，据图分析下列叙述错误的是
A.如果是大型动物，①是卵母细胞
培养
B.小鼠、兔等动物可以采用饲喂促
性腺激素的方法使其超数排卵
C.②是精子获能处理，通常采用的
体外方法有培养法和化学诱导法
D.③是在专用的受精溶液中完成的
B
3.牛胚胎移植的基本程序如图所示，下列说法错误的是
A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎
B.图中a指的是超数排卵，可用激素促进该过程
C.图中c表示胚胎移植
D.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D
4.胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述中正确的是
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份　②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎　③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆　④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③④
B

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