【課件】胚胎工程技術及其應用課件高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3

二、胚胎工程技術及應用

本節(jié)聚焦:胚胎工程的技術及原理胚胎工程在生產(chǎn)實踐中的應用第3節(jié)胚胎工程一胚胎工程技術體外受精胚胎移植胚胎分割通過人工操作使卵子與精子在體外完成受精。將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體的技術。采用機械方法將早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。新課引入牛的生育率雖然很低，但是一頭母牛一生排出的卵細胞約200個左右，卵巢中卵母細胞數(shù)量是它的1000倍（20萬）；公牛平均每次射精5ml,精子數(shù)50億。牛的自然繁殖的速度太慢，一頭牛一胎只產(chǎn)一頭牛犢，一生只生育4、5次。引進一頭良種成年奶牛需3萬-5萬元。那如何實現(xiàn)良種?？焖俜敝衬?

母牛其實是有很強的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。體外受精早期胚胎發(fā)育是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生后代的技術（P60）。受體母牛(代孕)精子卵子胚胎移植受精卵早期胚胎試管牛試管牛=克隆牛試管動物概念：有性生殖無性生殖體細胞重構(gòu)胚體外早期胚胎培養(yǎng)（代孕）母牛體內(nèi)普通牛，采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細胞

去核高產(chǎn)奶牛（供體）克隆牛胚胎移植分娩核移植動物細胞培養(yǎng)胚胎移植高產(chǎn)奶牛采集卵母細胞卵母細胞，體外培養(yǎng)至MⅡ期優(yōu)良性狀公牛精子采集精子體外獲能體外受精體外早期胚胎的培養(yǎng)（代孕）母牛體內(nèi)試管牛分娩受精卵動物細胞培養(yǎng)繼承雙親的特性與核供體親本基本一樣精子離心處理1.過程：包括_______________、__________和_____等步驟。卵母細胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ中期卵母細胞體外受精獲能精子新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)成熟培養(yǎng)獲能處理適當?shù)呐囵B(yǎng)液2.意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎。胚胎工程技術——體外受精注意：精子離心處理的目的是，去除精清中抑制獲能的物質(zhì)。胚胎冷凍保存(-196℃,液氮中）比較:自然受精、人工授精和體外受精的異同點項目自然受精人工授精體外受精不同點過程不同雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場所不同雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；②都是有性生殖胚胎工程技術——胚胎移植體外受精早期胚胎發(fā)育受體精子卵子胚胎移植受精卵早期胚胎個體1.概念：是指將體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物的體內(nèi)，繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。有性生殖：體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因的受精卵無性生殖：動物細胞核移植技術、胚胎分割等供體：提供胚胎的個體選擇標準：遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強職能：產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎受體：接受胚胎的個體選擇標準：職能：有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務移植條件：供體與受體為同種且生理狀態(tài)相同2.步驟：供體、受體的選擇和處理配種或人工授精胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存移植后的檢查胚胎的移植優(yōu)良供體母牛優(yōu)良公牛（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）受體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）具有優(yōu)良性狀的后代進行同期發(fā)情處理超數(shù)排卵受體發(fā)情發(fā)情配種或人工授精移植胚胎收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植桑葚胚或囊胚3.過程雌激素或孕激素促性腺激素1、該過程中兩次使用激素：2、該過程中的兩次檢查：3、胚胎移植成功與否要有兩個條件：第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。第一次對收集的胚胎進行質(zhì)量檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。注意：5.意義：①可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短了供體本身的繁殖周期。②胚胎移植作為胚胎工程的最終技術環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術的研究和應用。4.實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理？思考討論胚胎移植生理學基礎1.不一定；一般情況下檢查合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀況相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育

在胚胎移植前應該對受體進行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器的生理變化同步，目的是為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。2.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應？3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？為什么？思考討論胚胎移植生理學基礎2.受體對來自供體的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致，供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不發(fā)生任何變化胚胎移入的基礎胚胎收集的基礎移入胚胎存活的基礎保留胚胎遺傳特性基礎胚胎移植的生理學基礎排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能。受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變，為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障，同時保障了供體優(yōu)良遺傳性狀。同卵雙胞胎自然形成示意圖內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團分裂，形成一模一樣的雙胞胎從社會中去

提高優(yōu)良品種的繁殖率2.理論依據(jù)：胚胎工程技術——胚胎分割1.概念：3.分割后胚胎特點：4.生殖方式：早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性。體視顯微鏡、顯微操作儀分割針或分割刀無性繁殖或克隆采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份和8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術具有相同的遺傳物質(zhì)5.儀器和工具：體視顯微鏡顯微操作儀6.胚胎分割操作程序a.選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。b.在顯微鏡下用分割針或分割刀片對胚胎進行分割c.分割后的胚胎可直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。注意：對囊胚階段胚胎進行分割時一定要均分內(nèi)細胞團。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，將影響胚胎分割后的恢復和發(fā)育。會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。還可用分割針分割滋養(yǎng)層，做DNA分析，鑒定性別。做DNA分析鑒定性別取滋養(yǎng)層細胞不影響胚胎分割和發(fā)育。胚胎分割動態(tài)演示7.胚胎分割的意義：①可以促進優(yōu)良動物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義

實踐證明，采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，

分割次數(shù)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8.局限：【典例】對胚胎分割技術的敘述錯誤的是(

)A.胚胎分割技術已在多種動物中取得成功B.采用胚胎分割技術產(chǎn)生的同卵多胎的可能性是有限的C.分割的胚胎直接移植給受體或在體外培