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(共32张PPT)
第3节 胚胎工程
二 胚胎工程技术及其应用
第2章 细胞工程
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。
体外受精
受体母牛
(代孕)
精子
卵子
早期胚胎发育
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管牛
胚胎移植
体外受精
体外胚胎培养
有性生殖
生殖方式：
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
子宫
个体
体外受精
早期胚胎发育
胚胎移植
“试管牛”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)等.
“试管牛”是生产流程
一、体外受精
请同学们自主阅读教材P60文字及图2-22，思考并回答下列问题：
1.体外受精技术主要包括哪几个步骤？
2.卵母细胞的培养的目的是什么？
3.离心的目的是什么？
4.精子与卵细胞如何完成体外受精？
5.受精卵如何培养？
体外受精（视频）
一、体外受精
卵母细胞
成熟培养
成熟卵母细胞
体外受精
受精卵
卵母细胞的采集
雌性哺乳动物
雄性哺乳动物
精子的获取
精子
获能处理
获能的精子
(1)卵母细胞的采集
(2)精子的获取
(3)体外受精
体外受精技术主要包括
一、体外受精
1.体外受精技术主要包括
一、体外受精
2.体外受精的过程
去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
目的
在获能溶液或专用的受精溶液中完成
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
一、体外受精
3.体外受精的意义
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
体外受精获得的受精卵可以在培养液中直接发育成犊牛吗
二、胚胎移植
请同学们自主阅读教材P61-62，小组合作思考讨论完成问题。
1.胚胎移植的概念、移植条件、实质、地位是什么？
2.什么是供体和受体？供体和受体的选择标准是什么？
3.请用文字和箭头表示出胚胎移植的过程。
4.在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理 目的是什么？
5.如何进行超数排卵？目的是什么？
6.胚胎移植的意义。
1.胚胎移植指将通过_________及_________得到的胚胎，移植到________、_____________的______动物体内，使之_________________的技术
体外受精
其他方式
同种的
生理状态相同
雌性
继续发育为新个体
体外受精及其他方式得到的胚胎
①提供胚胎的个体称为______
供体选择标准：________________________
供体职能：__________________________
②接受胚胎的个体叫______
受体选择标准：_________________________
受体职能：_______________________________
（1）胚胎来源:
（2）供体和受体
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等
二、胚胎移植
（一）概念：
供体
受体
遗传性状优良、生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
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
移植条件
实质
地位
供体与受体为同种且生理状态相同
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
胚胎工程的最后一道“工序”
（二）过程：
胚胎移植主要包括①_____、_____的选择和处理，②_____或人工授精，③胚胎的_____、_____、培养和保存，④胚胎的移植，以及⑤移植后的_____等步骤。
供体
受体
配种
收集
检查
检查
二、胚胎移植
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
具有优良性状的后代
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。
使他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。
注射外源促性腺激素
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
冲卵
排出早期胚胎
（二）过程：
什么是同期发情处理？
同期发情处理的目的是什么？
如何进行超数排卵？
超数排卵的目的是什么？
冲卵的目的是什么？
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
二、胚胎移植
桑葚胚或囊胚
胚胎移植的生理学基础
思考 讨论
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
不一定能正常发育。一般情况下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，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
胚胎移植的生理学基础
思考 讨论
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会发生免疫排斥反应。
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。因为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会发生任何变化。
移入胚胎存活的基础
保留遗传特性的基础
胚胎移植的生理学基础
思考 讨论
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。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密
切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才
能被接受，并能继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
胚胎移入的基础
胚胎移入 的基础
胚胎收集 的基础
移入胚胎 存活的基础
保留胚胎遗传特性基础
排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。
胚胎移植的生理学基础
思考 讨论
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。
（三）意义：
供体
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
受体
职能
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代
朋友，谢啦…
二、胚胎移植
对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理
对供体母畜进行超数排卵
配种或
人工受精
收集胚胎
对胚胎检查培养或保存
胚胎移植
对受体母畜进行妊娠检查
产生具有优良性状的后代
小 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。
还有没有其他方法可以进一步挖掘良种奶牛的繁殖潜力
早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？
在我国，家兔、绵羊等动物的胚胎移植都获得了成功。大大促进了我国畜牧业的发展。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。
同卵双胞胎
内细胞团分裂
形成一模一样的双胞胎
异卵双胞胎
同卵双胞胎刚开始是单个的受精卵，但是在受孕一段时间之后，胚胎自行一分为二，形成了两个新的胚胎，而且具有相同的染色体构成，同时也具有相同的基因，这种情况称之为同卵双胞胎。
二、胚胎分割
采用________将_________切割成
____________________等，经移植
获得________________的技术
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.理论依据:
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3.特点:
桑葚胚或囊胚
二、胚胎分割
4.适合分割的胚胎:
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。
桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
将内细胞团均等分割
显微操作仪
体视显微镜和显微操作仪
体视显微镜
桑葚胚
囊胚
5.主要仪器设备:
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。
二、胚胎分割
对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。
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。
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。
6.胚胎分割操作程序
选取滋养层细胞。
①滋养层细胞发育成胎盘和胎膜，不发育胎儿的组织或器官，不会对胎儿产生影响。
②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。
做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？
内细胞团
滋养层
囊胚腔
发育
胎盘和胎膜
发育
胎儿的各种组织
二、胚胎分割
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。
二、胚胎分割
7.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
8.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。
二、胚胎分割
9.胚胎分割的意义
(1)提高胚胎利用率，促进优良动物品种的繁殖。
(2)产生遗传性状相同的后代，作为遗传学研究的宝贵材料
(3)胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查，对于人工控制动物性别，繁育健康动物后代具有重要意义。
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
课后习题·概念检测
1.判断下列表述是否正确。
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。( )
×
×
×
课后习题·概念检测
当地普通绵阳
杜泊羊
分娩
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请将图中的括号内的内容补充完整。
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
卵母细胞
精子
采集
采集
受精卵
体外受精
早期胚胎
（ ）
体外胚胎培养
（ ）
胚胎移植
课后习题·概念检测
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
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
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
要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。
课后习题·拓展应用
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。
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。
课后习题·拓展应用
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
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
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。

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