资源简介

(共33张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
胚胎工程技术及其应用
第2章 细胞工程
1.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值
2.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断
学习目标
从社会中来
从社会中来
试管动物
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。
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
受体子宫
个体
体外受精
胚胎移植
体外胚胎培养
从社会中来
【思考】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
克隆牛
无性生殖
重组细胞
受精卵
试管牛
有性生殖
试管动物 克隆动物（核移植）
发育起点
生殖方式
技术手段
遗传物质
遗传规律
受精卵
重组细胞
有性生殖
无性生殖
体外受精、胚胎移植
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
目录
01
体外受精
02
胚胎移植
03
胚胎分割
体外受精
1.体外受精技术
（1）卵母细胞的采集
（2）精子的获取
（3）受精
卵母细胞
成熟培养
成熟卵母细胞
精子
获能处理
获能的精子
体外受精
受精卵
雌性哺乳动物
雄性哺乳动物
卵母细胞的采集
精子的获取
体外受精
2.体外受精技术过程
卵巢
MⅡ期卵母细胞
培养
采集
新鲜或解
冻的精液
精子离心处理
获能精子
（人工配制的获能液）
体外受精
适当的培养液
采集方法一：
用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。
（超数排卵处理）
受精卵培养
注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。
体外受精
【知识拓展】卵母细胞的采集
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。
体外受精
【知识拓展】精子的采集和获能
1.精子的采集
假阴道法、手握法、电激法
2.精子的获能
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
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
体外受精
【思考】
1.直接获得的精子和卵母细胞可以用来受精吗？
不可以，卵母细胞要成熟培养到MⅡ期，精子要经过获能处理
2.体外受精的条件
把培养成熟到MⅡ期的卵子和获能的精子放在获能液或专用的受精溶液进行受精
3.体外受精获得的受精卵可以在培养液中直接发育成为犊牛吗？
不可以
体外受精
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
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 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞，在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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 胚胎移植
1.概念
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，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）胚胎来源：体外受精及其他方式（体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等）
（2）供体和受体
供体：提供胚胎的个体
受体：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：
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
胚胎移植
2.胚胎移植的过程
主要包括供体、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，以及移植后的检查等步骤
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”
胚胎移植
2.步骤
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
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
（一般用孕激素）
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
胚胎移植
【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。
2.同期发情处理的目的是什么？
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。
3.超数排卵的目的是什么？
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
胚胎移植
【思考·讨论】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？
（1）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。
（2）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，这样才能为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境。
胚胎移植
【思考·讨论】胚胎移植的生理学基础
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。
胚胎移植
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。
胚胎移植
3.意义
（1）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
（2）大大缩短了供体本身的繁殖周期
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
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
胚胎分割
1.概念
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
（1）理论依据
（2）目的
（3）繁殖方式
（4）特点
（5）选择胚胎
：早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性
：获得多个基因型相同的后代
：无性生殖
：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
：发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
胚胎分割
体视显微镜
显微操作仪
胚胎分割
胚胎分割
2.胚胎分割的过程
均等分割内细胞团
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后再移植
囊胚
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。
胚胎分割
3.意义
（1）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、动物繁育健康后代具有重要意义
4.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。
胚胎分割
【注意事项】
1.胚胎分割份数不能过多
分割的次数越多，每一份的细胞数目越少，不但难以做到均等分割，而且囊胚期的内细胞团细胞所受的影响也越大。分割的份数越多，技术难度越大，移植后发育的难度越大，分割后胚胎成活的概率越小
2.属于无性繁殖或克隆
同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合属于无性繁殖或克隆
课堂小结
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
随堂练习
1.梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好，但自然杂交很难完成，人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用，可提高繁殖率，增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是( )
A.采集的精液无需固定、稀释，即可用血细胞计数板检测精子密度
B.人工授精时，采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C.超数排卵处理时，常用含促性腺激素的促排卵剂
D.母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
解析：采集的精液需要进行固定、稀释等处理后,才能用血细胞计数板检测精子密度,这样可以保证检测结果的准确性,A不合理。雌性动物的生殖道也可使精子获能,B不合理。超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子,故可用含促性腺激素的促排卵剂进行超数排卵处理,C合理。母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,一般不发生免疫排斥反应,D不合理。
C
随堂练习
2.在胚胎工程技术过程中，有很多操作步骤都需要“检查”。下列有关说法正确的是( )
A.取出的卵母细胞移入培养液中培养，需检查其是否分裂到MII中期
B.胚胎移植前，需对胚胎进行检查以确定其是否发育至原肠胚阶段
C.检查胚胎性别时，需取样囊胚内细胞团细胞做DNA分析
D.胚胎移植入受体母畜的子宫前，需对受体母畜进行胚胎免疫检查
解析：A、卵母细胞培养到MII中期才具有受精能力，因此取出的卵母细胞移入培养液中培养，需检查其是否分裂到MII中期，A正确；B、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受精等几个主要步骤。精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养基中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力，并将其培养至桑葚胚或囊胚进行胚胎移植，所以胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段，B错误；C、在胚胎移植前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；D、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此胚胎移植入受体母畜的子宫前，不需对受体母畜进行胚胎免疫检查，D错误。
A
随堂练习
3.如图表示研究人员利用胚胎工程技术繁育优质高产奶羊的过程，下列说法错误的是( )
A.通过①~⑤繁育高产奶羊的原理
与克隆羊的繁育原理不同
B.过程⑤能否成功与供体和受体生理状态的一致性密切相关
C.进行胚胎性别鉴定时，要选择囊胚的内细胞团细胞进行DNA分析
D.不同生物进行过程⑤的时期不同，但移植的胚胎一般不能晚于囊胚期
解析：A、图示高产奶羊是由体外受精得到的受精卵发育而来的个体，而克隆羊是由细胞核移植得到的重组细胞发育而来的个体，两者繁育原理不同，A正确；B、供体和受体生理状态相同是胚胎移植成功的基础，B正确；C、进行胚胎性别鉴定时，要选择囊胚的滋养层细胞进行DNA分析，C错误；D、不同生物进行过程⑤的时期不同，但移植的胚胎一般不能晚于囊胚期，一般用桑葚胚或囊胚期进行胚胎移植，D正确。
C
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