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(共70张PPT)
2.3 胚胎工程
第一课时：胚胎工程的理论基础
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的优良奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？
良种荷斯坦奶牛
胚胎工程的迅猛发展，让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。
从社会中来
1.概念：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。3.技术基础：6.操作水平：主要集中在细胞水平上一.胚胎工程：4.理论基础：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。5.特点：2.操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞体外受精、胚胎移植、胚胎分割等7.工程实质：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。满足人类的各种需求8.目的：胚胎分割
体外受精
胚胎移植
目录 /CONTENTS
受精
胚胎早期发育
胚胎分割
知识回顾
曲细精管
场所：在雄性动物的 内完成。
精子的形成过程
睾丸的曲细精管
时期：
从初情期开始直到生殖机能衰退
形成过程：
1个精原细胞
2次级精母细胞
1个初级精母细胞
4个精细胞
4个精子
（整个过程连续进行，不间断）
02
(性成熟后，受性激素刺激，
继续分裂)
知识回顾
卵巢
输卵管
场所：在雌性动物的 完成
形成过程：
分裂过程不连续，有两次暂停。
卵细胞的形成过程
项目 精子的发生 卵子的发生
区 别 场所
时间
过程 特点
结果
相同点 原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂
生殖细胞的成熟过程为减数分裂
成熟过程中染色体均经过一次复制和细胞两次分裂，子细胞中染色体数目减半
睾丸的曲细精管
初情期开始到生殖机能衰退
胎儿期到生殖机能衰退
①MⅠ分裂和MⅡ分裂是连续的
②需要变形
③细胞质均等分裂
①MⅠ分裂和MⅡ分裂是不连续的
②不需要变形
③细胞质不均等分裂
1个精原细胞形成4个精子细胞
1个卵原细胞形成1个卵细胞
精子和卵子发生的比较
卵巢
二.受精
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
1、概念：
细胞膜的功能：进行细胞间信息交流
细胞膜具有：一定的流动性
2、场所：
自然条件下，哺乳动物的输卵管内。
3、过程：
受精前准备阶段
受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
直接利用 ________________使精子获能；
将精子培养在 _______________中使其获能；
刚刚排出的精子 _______ 与卵子受精，必须在 ______________ 发生 ____________ 后，才能获得________，这一生理现象称为“精子获能”
(1) 受精前准备阶段1-精子获能
实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为____________ 的建立奠定了基础。
不能立即
雌性动物的生殖道
相应的生理变化
受精能力
体外受精技术
雌性动物的生殖道
人工配制的获能液
①概念：
②使精子获能的方法：
*获能液的成分因动物种类不同而有所差异；
*获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等；
③研究精子获能机制的意义:
注意：精子获能实质：是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
精子获能的场所：是雌性动物的生殖道。
精子的形态：不同动物精子形似蝌蚪，但其大小略有不同与动物体型大小无关。
遗传物质的储存场所
为精子运动提供能量
是精子代谢和运动的器官
(1) 受精前准备阶段1-精子获能
④成熟精子结构
成熟精子和几种主要家畜的精子示意图
张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。1951年发现“精子获能”现象，为哺乳动物体外受精奠定了理论墓础。由于他在体外受精和胚胎移植研究中作出的重大贡献，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。
注意点：精液由精子和精浆组成，精浆中含有抑制精子获能的物质，只有精子进入雌性动物的生殖道后，由生殖道分泌产生相关物质解除对精子的抑制，才能使精子获得受精的能力。
(2) 受精前准备阶段2-卵子的准备
②不同动物排出的卵子成熟程度
有的可能是 ____________，如马、犬等；
有的可能是 ____________，如猪、羊等；
初级卵母细胞
次级卵母细胞
①卵子一般在排出 后才能被精子穿入。
2-3h
不同；
排出的卵子都要在 ______内进一步成熟。到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。
输卵管
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
马、犬排卵
猪、羊排卵
MⅡ(中)期卵母细胞
发育
透明带
卵细胞膜
核
纺锤体—染色体复合物
第一极体
自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，回答以下问题
1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？
2.防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
4.卵细胞受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？
(2) 受精阶段
过程
精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带
获能后的精子与卵子相遇，精子发生顶体反应，顶体释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，形成精子通过的通道
借助精子自身运动接触卵细胞膜
透明带反应
精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
精子入卵
精子形成雄原核、与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核
卵细胞膜反应
精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核——雄原核
防止多精入卵的两个屏障
(2) 受精阶段
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵。
第一次卵裂即将开始
雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。
受精完成的标志：
雌雄原核形成合子
受精的标志：
观察到两个极体或者雌雄原核
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
(2) 受精阶段
受精完成的意义：维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。
第1步：精子穿越卵细胞膜外结构
第2步：透明带发生生理反应
第3步：精子入卵
第4步：卵细胞膜发生生理反应
第5步：雌雄原核的形成
第6步：雌、雄原核融合，受精卵形成
阻止多精入卵的两道屏障
受精阶段总结
意义：保证受精卵中的遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证了遗传的稳定性。
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？
2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？
刚排出的卵细胞尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细胞是在输卵管内与精子受精的。
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。
是指卵细胞从卵泡中排出。
易错点
4.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？
否、减II过程是在输卵管中
1.下列过程发生在受精过程中的是(　　)
①精子与卵子接触,释放多种酶。②精子释放的酶可使精子穿过透明带、卵细胞膜。③卵子恢复分裂并很快完成了减数分裂Ⅰ。④精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核。⑤透明带反应可以防止多精入卵的发生。A.①②⑤　　B.①④⑤ C.②③④ D.②④⑤
B
课堂练习：
①受精过程中，获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，顶体内的酶释放出来。
②顶体释放的顶体酶可溶解卵细胞膜外的一些结构，形成精子通过的通道;精子与卵黄膜结合是由于卵细胞膜表面有大量微绒毛，当精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子外膜和卵细胞膜相互融合，这里不再是顶体酶的作用。
③精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂。
④精子入卵后，尾部脱落，原有核膜破裂，随后形成新的核膜，形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核;减数第二次分裂后形成的成熟卵细胞的核叫做雌原核。
⑤透明带反应是在精子触及卵细胞膜的瞬间。产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，防止多个精子进入透明带，是引起多个精子入卵的第一道屏障。
2.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( 　　)
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
课堂练习：
(1)写出图中字母表示的结构名称。
a.　　　　 , b.　　　　,
c.　　　 。
3.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。
(2)该过程发生的场所是　　　　,能体现受精作用实质的是图中的　　过程。
透明带
雄原核
雌原核
输卵管
④
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,
这个过程叫　　　 。卵子一般排出后都要在　　　　中进一步成熟,当达
到　 　　　　　　 时,才具备与精子受精的能力。
精子获能　
输卵管
减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)
课堂练习：
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
自主阅读课本P58，回答以下问题
1.胚胎发育的场所在哪里？
2.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段？
3.发育的每个阶段各有什么特征？
二.胚胎早期发育
（一）场所：
输卵管和子宫
原肠胚
受精卵
卵裂
桑葚胚
囊胚
原肠胚
（二）过程：
透明带破裂
孵化
二.胚胎早期发育
输卵管（透明带）
子宫
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
①卵裂：
细胞数量_____________
胚胎总体积_________
透明带
有丝分裂
不断增加
并不增加
场所：_________
分裂方式：_________
特点：
项目 变化
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
有机物种类
不断减小
不断增加
不变
减少
增加
卵裂
二.胚胎早期发育
受精卵的早期分裂称为卵裂
当卵裂产生的子细胞逐渐形成 ____ 的细胞团，形似
时，这时的胚胎称为桑葚胚；
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
②桑葚胚：
概念：
特点：
桑 葚
致密
由32个全能细胞构成
这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
二.胚胎早期发育
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
③囊胚：
特点：
结构：
内细胞团
（聚体在胚胎一端的细胞）
滋养层细胞
（沿透明带内壁扩展和配列的细胞）
囊胚腔
——发育成胎儿的各种组织
——发育成胎膜和胎盘
内细胞团
囊胚腔
滋养层
透明带
具有全能性，胚胎干细胞的来源
胚胎的进一步发育， 。
孵化：
囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来。
细胞逐渐分化
透明带
二.胚胎早期发育
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
——胚胎的内部出现了含有液体的腔
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
④原肠胚：
逐渐分化形成各
种组织、器官等
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
外胚层：
内胚层：
中胚层：
二.胚胎早期发育
囊胚腔
外胚层
内胚层
中胚层
原肠腔
表皮及其附属结构
神经系统和感官
循环系统
脊索
真皮
消化道上皮
呼吸道上皮
腺体
肌肉
内脏细胞外膜
泌尿系统
生殖系统
各种组织器官系统
个体
④原肠胚：
受精卵
卵裂期
桑葚胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
外胚层
中胚层
内胚层
：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加。
：由全能细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑葚
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘
：最初在输卵管进行有丝分裂
胚胎发育小结
主要特点：
进一步发育为不同的组织、器官、系统
全能细胞
细胞分化
幼体
继续分化
出生发育
性成熟个体
孵化
卵裂期
胚胎发育
胚后发育
个体发育
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
（原肠腔）
注意点：高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此，高等动物个体发育的起点是受精卵子，终点是性成熟的个体。
胚胎发育小结
特别提醒
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化限度最大的阶段，但细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中。
2.桑椹胚及以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期。
3.桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。
4.卵裂期和桑葚胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。
②囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞（以后发育成胎盘、胎膜，与母体建立联系）从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4 10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
不同动物受精卵发育的比较
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)
P59
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
讨论2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
P59
不同动物受精卵发育的比较
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4 10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础上实现的。人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。
讨论3. 为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础 请结合所学习的内容举例说明。
不同动物受精卵发育的比较
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
（2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力（ ）
（3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（ ）
×
×
√
一、概念检测
自然条件下，哺乳动物的受精在雌性动物的输卵管内完成。
排出的卵子需在输卵管内进一步发育到减数分裂Ⅱ中期，才具备与精子受精的能力。
受精作用时，精子头部触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，这是阻止其他精子入卵的第一道屏障;精子头部入卵后，卵细胞膜也会发生生理反应拒绝其他精子再进入卵内，这是第二道屏障。
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
A
A.在囊胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得
C.桑椹胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，甚至略微缩小
4.图2-3-6表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题:
(1)写出各个阶段的名称:
A:　　　　　,B:　　　　　,C:　　　　　　。
囊胚
原肠胚
桑葚胚
(2)写出图中各标号的名称:
②　　　　　,④　　　　　　,⑤　　　　,⑧　　　　　。
(3)A时期的细胞具有　　　　　性,B时期开始出现　　　　　　,C时期开始出现　　　　　　。
(4)②将来发育成　　　　　　　　　　　　。
囊胚腔
外胚层
全能
内胚层
内细胞团
细胞分化
胎儿的各种组织
胚层分化
1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗
提示：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
提示：出题的目的不是让学生准确地答出精子获能的机制和防止多精入卵的具体机制，而是鼓励有兴趣的学生去查阅资料或请教专家，并引导他们去查阅相对专业的书籍，这是学习的深入过程。这里涉及的问题，在普通生物学或者一般的细胞工程专著中可能找不到答案，需要查阅生殖生物学相关书籍。通过查阅专业资料，学生能了解到，精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
二、拓展应用
受精
胚胎早期发育
胚胎工程的理论基础
准备阶段1—精子获能
准备阶段2—卵子的准备
受精
卵裂
桑葚胚
囊胚
原肠胚
精子穿越卵细胞膜外的结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵
雌、雄原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵
课后小结
目录 /CONTENTS
体外受精
胚胎移植
胚胎分割
2.3 胚胎工程
第二课时：胚胎工程技术及其应用
1978年世界首例试管婴儿露易丝.布朗1988年中国首例试管婴儿郑萌珠试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。体外受精
早期胚胎发育
受体动物
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管动物
胚胎移植
体外受精
体外胚胎培养
有性生殖
生殖方式？
试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
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？
阅读P60文字及图2-22，思考以下问题：
一.体外受精卵母细胞的采集精子的获取1.过程：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012、意义：是提高动物繁殖能力的有效措施为胚胎移植提供可用的胚胎一.体外受精目前我国人和牛的体外受精技术已达到国际先进水平！ 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：
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8-16个细胞阶段
注：胚胎发育的主要场所是母体。
二.胚胎移植
1. 概念：
指将通过 ________ 及 ________ 得到的胚胎，移植到_______、___________的 ____ 动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
体外受精
其他方式
同种的
生理状态相同
雌性
体外受精得到的胚胎
其他方式得到的胚胎
同种的、生理状态相同的雌性动物体内
新个体
移植
发育
2.胚胎来源:
二.胚胎移植
体内受精、转基因、核移植等
早期胚胎
体外受精
体内受精
核移植
转入目的基因的受精卵
胚胎分割
有性
生殖
无性
生殖
胚胎移植
受体子宫孕育
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
3.供体和受体:
(1)供体：
(2)受体：
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
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：
胚胎移植
二.胚胎移植
4.过程：
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、胚胎的移植及移植后的检查等
胚胎移植的
基本步骤：
02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处理受体发情发情配种或人工授精移植胚胎收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。（一般用孕激素）（遗传性状优良，生产能力强）二.胚胎移植优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考1.什么是同期发情处理？
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。
思考2.同期发情处理的目的是什么？
使他们的生理环境达到同步或一致，这样供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。
二.胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考3.如何进行超数排卵？
注射外源促性腺激素
思考4.超数排卵的目的是什么？
诱使一头母畜一次排出比自然情况下多许多的成熟卵子，用于配种或者人工授精，可获得多枚胚胎，经胚胎移植可得到多个后代。
超数排卵处理
受体发情
直接注射性激素会导致性腺萎缩（负反馈）
二.胚胎移植
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。
二.胚胎移植
5.实质：
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
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，增加供体一生繁殖后代的数量。
(1)缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代
(2)可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。
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。
7.地位：
6.意义:
二.胚胎移植
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
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不发生任何变化
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
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？
资料
1. 大多数哺乳动物的早期胚胎都具有发育为完整个体的潜能，即使去掉早期胚胎的一半，剩余的仍可以继续发育为一个完整的胚胎。
2. 1997年，科学家利用绵羊的8细胞胚胎进行分割移植实验，他们把绵羊的8细胞胚胎分成4份，每份2个细胞，然后将分割后的2细胞胚胎重新植入母羊子宫里孕育，母羊产下了4头健康的小羊羔。
显微操作仪
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。
体视显微镜和显微操作仪
3.特点:
4.适合分割的胚胎:
5.主要仪器和工具:
体视显微镜
三、胚胎分割
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
6.胚胎去向:
直接移植给受体
或经体外培养后，再移植给受体
7.过程：
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
分割针
分割针
做DNA分析，鉴定性别
二分胚
内细胞团
胚胎移植
盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割
已知性别胚胎
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
三、胚胎分割
8.胚胎分割时的注意事项
在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将 均等分割。
若分割时不能均等分割，会出现 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。
内细胞团
含内细胞团多
9.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
10.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。
还可用分割针分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别。
胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于 或克隆，最终技术是 . 不 同 点 胚胎的 来源 雌性动物的早期胚胎或 及其他方式得到的胚胎 通过 技术获得的重构胚
遗传 物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由 提供
起点 经过 或其他方式形成的一个细胞（受精卵） 经过 技术形成的一个细胞
无性繁殖
胚胎移植
体外受精
核移植
供体细胞核
受精作用
核移植
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
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
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
课堂小结
(1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到卵细胞阶段，才能进行体外受精。( )
解析：从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到M Ⅱ期，才能进行体外受精。
(2)体外受精和核移植都能为胚胎移植提供可用的胚胎。( )
(3)胚胎移植技术中，提供精子的一方为供体，提供卵母细胞的一方为受体。( ) 解析：胚胎移植技术中，提供胚胎的一方为供体，接受胚胎的一方为受体。
(4)胚胎移植时，可以将早期胚胎移植入生理状况相同的异种雌性动物体内。( ) 解析：胚胎移植时，必须将早期胚胎移植入生理状况相同的同种雌性动物体内。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)同一胚胎经分割产生的双胎或多胎，含有相同的遗传物质。( )
(6)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。( )
解析：用于分割的胚胎应是发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(7)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割。( )
解析：桑葚胚还没有内细胞团和滋养层的分化。
(8)用于分割的胚胎是由体外受精产生的受精卵发育而来，所以胚胎分割技术是一种动物有性生殖的繁殖方法。( )
解析：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(5)分割后的胚胎，不能直接移植给受体，往往需要经过体外培养后才能移植给受体。( )
解析：分割后的胚胎，可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
√
×
×
×
×
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。（ ）
需要分别对采集来的卵母细胞和精子进行成熟培养和获能处理，才能用于体外受精
(2) 经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（ ）
经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与供体保持一致
(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。（ ）
×
×
一、概念检测
×
练习与应用
受体子宫对移入的胚胎不会发生免疫排斥反应，因此，胚胎移植前不需要对供体和受体进行免疫检查
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。
体外胚胎培养 胚胎移植。
一、概念检测
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。
(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？
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
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。
一、概念检测
练习与应用
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。
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。
二、拓展应用
练习与应用
(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？
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。
二、拓展应用
练习与应用
感谢您的观看
202X/01/01

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