2.3.2胚胎工程技术及其应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

2.3.2胚胎工程技术及其应用 S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - S z L w h 一、体外受精 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。 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 S z L w h 一、体外受精 1、过程： 包括_______________、__________和_____等步骤。 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 2、意义： 提高动物繁育能力，为胚胎移植提供可用胚胎。 精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能。 S z L w h 一、体外受精 扩展：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。 S z L w h 一、体外受精 (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 →胚胎移植 思考 S z L w h 一、体外受精 （4）体外受精和自然受精的比较 项目 自然受精 体外受精 不 同 点 相同点 过程不同 场所不同 雌雄动物交配完成 雌性哺乳动物输卵管中 （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。 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 体外培养液中 S z L w h 二、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 、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。 同种的 供体 受体 移植对象 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 提供胚胎的个体 接受胚胎的个体 胚胎工程的最终技术环节（最后一道“工序”） 转基因、 核移植等 通过体外受精及其他方式得到的胚胎 S z L w h 二、胚胎移植 2、过程 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 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。 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。 S z L w h 二、胚胎移植 对胚胎检查、培养或保存 收集胚胎后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚阶段。 若没有发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎的培养。 将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。 胚胎冷冻保存 2、过程 S z L w h 二、胚胎移植 供体： 提供胚胎的个体 选择标准： 职能： 遗传性状优良，生产能力强 产生具有优良遗传特性的胚胎 受体： 接受胚胎的个体 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 S z L w h 二、胚胎移植 对供体母畜进行超数排卵 优良供体母牛 (遗传性状优良、生产能力强) 对供体母牛进行 超数排卵处理 超数排卵的目的是什么？ 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。 如何进行超数排卵？ 用外源促性腺激素处理供体母牛，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 S z L w h 二、胚胎移植 3、实质： 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，并继续发育，这是胚胎移植成功与否的关键。 4、意义： 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 5、地位： 胚胎工程的最终技术环节 S z L w h 二、胚胎移植 思考与讨论 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，这样才能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会发生免疫排斥反应。 S z L w h 二、胚胎移植 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。 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。 S z L w h 二、胚胎移植 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。 S z L w h 课堂小结 胚胎的来源 生殖方式 核移植 无性生殖 体外受精 有性生殖 体内受精 有性生殖 1.胚胎移植的来源及生殖方式 胚胎移植 2.胚胎移植过程中的两次处理和两次检查 两次处理 两次检查 对供、受体进行同期发情处理 用激素使供体超数排卵 对收集的胚胎进行质量检查 对受体是否妊娠进行检查 3.胚胎移植是试管婴儿的关键步骤 S z L w h 三、胚胎分割 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 讨论 S z L w h 三、胚胎分割 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。 （一）理论依据 （二）特点 早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 （三）主要仪器设备 体视显微镜和显微操作仪 成倍增加胚胎数量； 后代具有相同的遗传物质。 S z L w h 三、胚胎分割 ④操作程序 （1）分割时期： 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。 桑葚胚 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 囊胚 S z L w h 三、胚胎分割 ④操作程序 （2）在显微镜下用分割针或分割刀分割。 对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。 不同发育阶段的胚胎，具体操作不完全相同。 S z L w h 三、胚胎分割 ④操作程序 （3）用分割针分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别。 做DNA分析 鉴定性别 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。 为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？ ①避免损伤内细胞团； 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。 讨论 S z L w h 三、胚胎分割 ④操作程序 （4）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。 S z L w h 三、胚胎分割 （四）前景与意义 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。 S z L w h 三、胚胎分割 （五）胚胎分割的局限性： 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。 S z L w h 三、胚胎分割 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 不 同 点 胚胎的 来源 遗传 物质 起点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 雌性动物的早期胚胎或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 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 S z L w h 课堂小结 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。 S z L w h 练习∙反馈 1.下列关于胚胎工程的叙述，错误的是(　　) A．体外受精是指使获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中完成受精 B．试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 D S z L w h 练习∙反馈 2.良种试管牛的繁殖过程是：用激素促进甲牛多排卵，然后把卵母细胞在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精，在特定培养基上培育成胚胎，再把胚胎移入经过激素处理的丙牛的子宫内，孕育成试管牛。下列叙述错误的是(　　) A．产生试管牛的生殖方式属于有性生殖 B．“用激素促进甲牛多排卵”中的激素是孕激素 C．甲牛、乙牛对试管牛核基因的贡献相同 D．该技术可应用于加速优良种畜的繁殖 B S z L w h 练习∙反馈 3.关于胚胎分割技术叙述正确的是(　　) A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C．胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎 B S z L w h 练习∙反馈 4.培育“试管山羊”的基本过程如图所示。若要培育成功，下列叙述错误的是(　　) A．甲过程中获得的卵母细胞需要培养至MⅡ期 B．乙过程的目的是促进卵母细胞和精子成熟 C．丙与乙过程中应采用不同成分的培养液 D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同的代孕母羊子宫内 B S z L w h 练习∙反馈 5.如图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述错误的是(　　) A．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 B．甲所表示的细胞不一定是受精卵 C．应把③移植到经同期发情处理的母牛的子宫中 D．①②两个胚胎具有相同的遗传物质 A S z L w h 谢谢观看! S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - $$