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(共25张PPT)
试管动物
1982年世界首例“试管牛” 犊问世
1.“试管牛(动物)”是指什么？
2.“试管牛”是如何生产的？
情景资料：
思考：
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、体外胚胎培养、胚胎移植
试管动物：
1
涉及的胚胎工程技术：
2
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
受体母牛
(代孕)
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
试管牛
繁殖方式：
3
有性生殖
MII期卵母细胞
卵母细胞的采集
新鲜或解冻的精液
精子离心处理
精子的获取
受精卵培养
体外受精
哪里？
1.过程：
包括 、 和 等步骤
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
一、体外受精
在人工配制的获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
培养条件:营养条件、无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境
将精子培养在人工配制的获能液（肝素、Ca2＋载体）中使其获能
获能精子
CO2培养箱
卵巢
去除精浆（含有抑制精子获能的物质），提取纯度较高精子，以利于精子获能 。
目的
早期发育（桑葚胚、囊胚）
3.体外受精技术的意义
①提高动物繁殖能力的有效措施②为胚胎移植提供可用的胚胎
4.比较自然受精、人工授精和体外受精
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
一、体外受精
卵母细胞的采集
培养
MⅡ期成熟卵母细胞
精子的采集、离心
获能处理
获能的精子
受精
受精卵
小结：体外受精的过程
思考：受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？
不同动物胚胎移植时间不同：
牛、羊：
小鼠：
试管婴儿：
桑葚胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8-16个细胞阶段
1.下图表示通过体外受精和胚胎移植培育牛的过程。下列叙述正确的是( )
A.采集的精子不经处理就可以进行体外受精
B.②过程需要精子与卵子接触，完成信息传递
C.桑葚胚的形成是细胞分化的结果
D.④过程属于胚胎移植，图中的母体为供体
A
趁热打铁
1. 胚胎移植的概念：
转基因技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割等
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. 胚胎移植的实质：
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
二、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
超数排卵
受体发情
利用某些激素（孕激素或雌激素）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。
（1）什么是同期发情处理？
确保供体和受体的生殖器官处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，这是胚胎移植成功与否的关键。
（2）同期发情处理的目的是什么？
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵细胞。注射外源促性腺激素。
（3）超数排卵的目的是？如何处理？
3. 胚胎移植的过程：
（4）为什么注射促性腺激素而不是性激素呢？
直接注射性腺激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。
二、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
受体发情
超数排卵处理
发情配种
或人工授精
优良公牛
收集胚胎并检查
冲卵
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
胚胎移植
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
同期发情处理
(雌激素、孕激素)
（5）提供精子的公牛如何选择？
3. 胚胎移植的过程：
（6）如何收集胚胎？
冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。
（7）胚胎移植前检查的目的？
检查胚胎质量和发育时期
桑葚胚或囊胚，
若没发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎培养。
冷冻保存：短期→在0~5℃培养液中可存活12~20h。
长期→液氮中保存。
（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（雌激素或孕激素）；
2.该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
3.胚胎移植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。
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。
二、胚胎移植
总结胚胎移植过程
生理学基础 意义
胚胎移入 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
胚胎收集 为胚胎的收集提供可能
移入胚胎 存活 为胚胎在受体内存活提供了可能
保留胚胎遗传特性 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
免疫排斥反应
相同
游离
遗传物质
二、胚胎移植
思考·讨论 胚胎移植的生理学基础
同种动物的供、受体排卵后(同期发情)生殖器官的生理变化是_______的
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_______状态
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_________________
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其_________不会发生改变
a.胚胎移植一般应在同种雌雄供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。
b.胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体子宫内的位置相同或相似。
c.收集胚胎后，对胚胎进行质量检查。应该发育到桑葚胚或囊胚阶段，若没有发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎的培养。
【划重点】关于胚胎移植过程中的解释
（1）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；
4.意义：
（3）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
（2）缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。
二、胚胎移植
地位：胚胎工程的最终技术环节。
2.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.应把早期胚胎移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D
趁热打铁
思考：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
三、胚胎分割
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
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。
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可产生遗传性状相同的后代。
3.特点:
可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
三、胚胎分割
4. 胚胎分割的设备：
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。
5.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
三、胚胎分割
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
6. 意义
三、胚胎分割
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
7.胚胎分割技术的发展
三、胚胎分割
8. 胚胎分割的局限性：
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。
胚胎分割动物 体细胞核移植动物
相同点 不 同 点 胚胎的来源
遗传物质
起点
理论基础
都属于无性生殖，都需要进行胚胎移植等
雌性动物体内的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎
通过核移植技术获得的重组胚胎(重构胚)
胚胎分割动物具有相同的遗传物质，亲本提供的核遗传物质一样多
克隆动物的核遗传物质由供体细胞核提供
经过受精作用或其他方式形成的一个细胞
经过核移植技术形成的一个细胞
动物细胞的全能性
动物细胞核的全能性
三、胚胎分割
【拓展】胚胎分割动物和体细胞核移植动物的异同
胚胎工程的技术手段
体外受精
卵母细胞的采集
受精
精子的获取
胚胎移植
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
胚胎的移植
移植后的检查
胚胎分割
胚胎分割概念
胚胎分割的优点和局限性
胚胎分割操作程序
小结：
【当堂检测】
1.可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到(　　)
A.MⅠ期 B.MⅡ期
C.桑葚胚期 D.囊胚期
B
D
2.发展试管动物技术具有重要意义，下列有关叙述错误的是(　　)
A.试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B.试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵母细胞
C.试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D.试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
4.中国科学家利用猕猴体细胞的细胞核移植和胚胎移植技术，最终培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”，过程如图所示。下列叙述正确的是
(　　)
C
A.核移植获得的克隆猴体细胞的染色体数目是核供体的一半
B.重组细胞体外培养发育到原肠胚阶段即可进行胚胎移植
C.为获得更多克隆猴可在胚胎移植前对胚胎进行分割
D.利用某一胚胎的干细胞进行多组核移植，理论上产生的雌雄动物数量比为1∶1
3.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是(　　)
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
A
5.Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题：
(1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是_____________________________
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该健康男婴孕育过程中依次使用了________、体外受精、早期胚胎培养和______________等技术。
该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自卵细胞，导致前两个孩子患病夭亡
核移植
胚胎移植
(2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的________(填“A”或“B”)。取卵之前，该母亲需要注射________激素。
(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养至桑葚胚或________，再进行胚胎移植。
(4)在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育原因是______________________________________________________________。
B
促性腺　
囊胚
因为男性的线粒体不会遗传给后代

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