2.3 胚胎工程（第二课时）（教学课件）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修3）

选择性必修三《生物技术与工程》 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程（第二课时） 胚胎工程技术及其应用 工厂化生产 2018年3月，地球上最后一头雄性北方白犀牛“在肯尼亚死亡。地球上剩下最后两只雌性北方白犀牛。但研究人员设法保存了雄性北方白犀牛的精子。 克隆北方白犀牛 无性生殖 试管动物 情境导入 ① 试管动物的概念： 试管动物是指通过人工操作使卵子在体外受精，培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。 ② 试管动物的产生过程： 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 ③涉及的胚胎工程技术： 体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植 试管动物技术 目录 课堂小结 探究新知 04 情境导入 03 02 01 课堂练习 一.体外受精 二.胚胎移植 三.胚胎分割 1.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期卵母细胞 体外受精 获能精子 精子离心处理 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 成熟培养 获能处理 适当的培养液 一、体外受精 2.意义： 是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎 采集方法 适用范围 采集过程 培养 输卵管采卵 卵巢采卵 屠宰动物 的卵巢采卵 活体采卵 实验动物以及家畜 大型动物 或大家畜 小鼠、兔、猪、羊 牛、马 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。 可直接与获能的精子在体外受精。 （不需要） 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 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。 采集后的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。 （需要） 卵母细胞的采集 1 一、体外受精 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 精子的采集和获能 2 一、体外受精 卵巢 MⅡ期卵母细胞 体外受精 精子离心处理 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 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 。 早期胚胎培养的基本条件：①营养条件、②无菌、无毒的环境条件③适宜的温度、pH和渗透压、④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 培养 精子 获能处理 CO2培养箱 体外受精技术过程 3 一、体外受精 供体和受体: 供体： 受体： 1. 概念： 转基因技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割等 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： 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 （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 受体母牛 同期发情处理 超数排卵处理 发情配种 或人工授精 优良公牛 3. 胚胎移植的过程： 外源促性腺激素处理 注射雌激素或孕激素 目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 使它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。 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精。 二、胚胎移植 收集胚胎并检查 冲卵 目的：从输卵管或子宫角排出早期胚胎（早期胚胎处于游离状态，容易收集） 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 场所 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 二、胚胎移植 （遗传性状优良，生产能力强） 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 （有健康体质和正常繁殖能力） 冲卵 不同动物胚胎移植时间不同 每次处理一头奶牛收集到的胚胎，经移植可产生3-4头犊牛，每年可处理4-5次。 产下的子代性状取决于所用父本和供体，性别取决于父本。 桑葚胚或囊胚阶段 3. 胚胎移植的过程： 二、胚胎移植 注意: （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： ①一般在同种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 1.将胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？ 2.需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？ 3.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ 4、经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？ 同期发情处理 不能，需要移植到同种的、生理状态相同的受体体内。 基本不会 和供体保持一致 二、胚胎移植 思考: 4. 胚胎移植的意义： ① 充分发挥雌性优良个体的 。 ② 大大缩短了 本身的繁殖周期。 ③ 对供体施行 处理后，增加供体一生繁殖后代的数量。 供体： 提供胚胎的个体 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： 受体： 接受胚胎的个体 有健康体质和正常繁殖能力 承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务 选择标准： 职能： 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。 5.地位： 繁殖潜力 供体 超数排卵 二、胚胎移植 1. 概念 特点： 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物 无性繁殖或克隆的方法之一。 理论基础： 动物胚胎细胞的全能性 显微操作仪 体视显微镜 2. 设备 分割刀 指采用机械方法（切割针、切割刀）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。 分割针 早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。 三、胚胎分割 3. 过程： 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滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，含有相同的遗传物质。 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。 (1)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。 (2)在显微镜下用分割针或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。 (3)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。 胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等。 三、胚胎分割 3. 胚胎分割的过程 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 4. 胚胎分割的意义 三、胚胎分割 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。 5. 胚胎分割的局限性 三、胚胎分割 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 课堂小结 1.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是(　　) A．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 B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用 C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异 D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 C　 解析：分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中由于基因突变或环境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误。 课堂练习 C　 2.胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。下列分析正确的是(　　) A．从良种公牛体内获得的精子可以直接与获能的卵细胞结合受精 B．早期囊胚a、b、c基因型相同，但发育得到的个体表型不一定相同 C．d可直接移植给受体，得到小牛的途径属于有性生殖 D．胚胎移植时因代孕牛几乎对胚胎无免疫排斥，因此无需使用免疫抑制剂 D　 课堂练习 D　 在体外获能后才可以 三种早期囊胚由不同受精卵发育而来遗传物质不一定相同 无性生殖 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$