【生物】胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2章第3節(jié)胚胎工程試管動(dòng)物荷斯坦牛3萬(wàn)～5萬(wàn)元?jiǎng)游锛?xì)胞核移植體外受精胚胎分割體外受精受體母牛(代孕)精子卵子早期胚胎發(fā)育胚胎移植受精卵早期胚胎試管牛引進(jìn)一頭良種成年奶牛需要3萬(wàn)－5萬(wàn)元，牛的生育率低，一頭牛一胎只一個(gè)，一生只能生育四五次。牛的生育率雖然很低，但是牛的卵母細(xì)胞卻相當(dāng)?shù)亩?，其卵巢中卵母?xì)胞數(shù)目要比一生中排卵數(shù)多1000倍左右。優(yōu)良奶牛

國(guó)產(chǎn)奶牛：年均產(chǎn)奶量3000公斤左右；國(guó)際良種奶牛：年均產(chǎn)奶量10000公斤左右。我國(guó)蒙古黃牛：均重300Kg；澳大利亞海福特肉用牛：2歲體重可達(dá)800Kg是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生后代。通過(guò)體外受精獲得的動(dòng)物。短時(shí)間內(nèi)可以獲得具有優(yōu)良性狀的大量后代的技術(shù)有哪些呢？【拓展】試管牛VS克隆牛

核移植體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植克隆牛重組細(xì)胞受精卵試管牛比較項(xiàng)目試管動(dòng)物(嬰兒)克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)生殖類(lèi)型發(fā)育起點(diǎn)后代性狀的遺傳特點(diǎn)體外受精、胚胎早期培養(yǎng)、胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物體細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植有性生殖無(wú)性生殖受精卵核移植后的重組細(xì)胞與核供體親本基本一樣繼承雙親的特性一、體外受精1.步驟：主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵巢MII期卵母細(xì)胞成熟培養(yǎng)新鮮或解凍的精液精子離心處理卵母細(xì)胞的采集目的是除去精漿以利于精子獲能。精子的獲取獲能精子獲能處理體外受精受精卵培養(yǎng)培養(yǎng)液共同培養(yǎng)受精

一般情況下，可以將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間，來(lái)促使它們完成受精。以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力體外受精技術(shù)的意義：P60提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施為胚胎移植提供可用的胚胎將通過(guò)體外受精及其他方式（如體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因、核移植等）得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。1.概念：早期胚胎體外受精體內(nèi)受精核移植轉(zhuǎn)基因受精卵胚胎分割有性生殖無(wú)性生殖胚胎移植2.胚胎的來(lái)源、生殖方式早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎培養(yǎng)沖卵二.胚胎移植供體：提供胚胎的個(gè)體受體：接受胚胎的個(gè)體早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)：優(yōu)良供體母牛優(yōu)良公牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）超數(shù)排卵處理用相關(guān)激素（如孕激素）進(jìn)行同期發(fā)情處理受體發(fā)情用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并質(zhì)量檢查正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植移植胚胎對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代2.過(guò)程：使受體和供體處于相同的生理環(huán)境發(fā)育到囊胚或桑葚胚多種激素和沖卵處理等對(duì)供體有一定損傷，需要一定時(shí)間恢復(fù)供體、受體的選擇供體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)受體有健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)供體、受體的處理兩次的處理第一次對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵處理（促性腺激素）。使受體和供體處于相同的生理環(huán)境配種或人工授精胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存沖卵把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖出來(lái)胚胎移植桑葚胚或囊胚移植后檢查（妊娠檢查）獲得具有優(yōu)良性狀的后代胚胎存活的基礎(chǔ)受體對(duì)外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，其遺傳特性不受影響那胚胎移植具有哪些優(yōu)勢(shì)？胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)生理學(xué)基礎(chǔ)意義哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，同種動(dòng)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)境哺乳動(dòng)物早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)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(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)為胚胎在受體內(nèi)的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，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過(guò)程中不受任何影響（即遺傳物質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變）為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障，同時(shí)保留了遺傳特性

胚胎移植實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良性狀個(gè)體的繁育，如果我們能確定某個(gè)胚胎將發(fā)育為非常理想的個(gè)體，那么有沒(méi)有辦法讓這樣的一個(gè)胚胎一次性地繁育更多的個(gè)體？意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。①大大縮短了供體本身的繁殖周期（供體的主要職能變?yōu)楫a(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)由受體取代）②顯著提高供體后代數(shù)（在對(duì)供體施行超數(shù)排卵處理后，可獲得多枚胚胎，經(jīng)移植可得到多個(gè)后代）③促進(jìn)了我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展（牛、羊的胚胎移植在部分地區(qū)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段）④胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。三.胚胎分割1.定義：采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成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(shù)。桑葚胚或囊胚2.分割方法：機(jī)械方法3.胚胎分割產(chǎn)生后代的特點(diǎn)：具有相同的遺傳物質(zhì)4.生殖方式：無(wú)性生殖5.理論基礎(chǔ)：早期胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持細(xì)胞全能性所需要的主要儀器：體視顯微鏡、顯微操作儀分割工具：分割針或分割刀2.操作程序選擇發(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。用分割針或分割刀將胚胎切開(kāi)，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植入受體。對(duì)囊胚階段胚胎進(jìn)行分割時(shí)一定要均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。若內(nèi)細(xì)胞團(tuán)沒(méi)有均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問(wèn)題。在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對(duì)于人工控制性別、動(dòng)物繁殖健康后代具有重要意義。那怎樣進(jìn)行鑒定呢？做DNA分析鑒定性別進(jìn)行DNA分析的目的是進(jìn)行遺傳病篩查，以防止產(chǎn)生的后代具有嚴(yán)重的遺傳?。贿M(jìn)行性別鑒定，是為了人工篩選后代動(dòng)物的性別。為什么要取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行分析和鑒定？①避免損傷內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來(lái)自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，

含有相同的遺傳物質(zhì)。胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)：①可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義局限性：采用胚胎分割技術(shù)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。一、概念檢測(cè)1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的胚胎工程技術(shù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）采集來(lái)的卵母細(xì)胞和精子可以直接用于體外受精。（

）（2）經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生的后代，其遺傳特性與受體保持一致。（

）（3）進(jìn)行胚胎移植前，要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查，以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。（

）×××2.杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，成為受廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^(guò)胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。（3）在進(jìn)行體外受精操作之前，還要對(duì)獲得的卵母細(xì)胞和精子進(jìn)行怎樣的處理?體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。要對(duì)采集到的卵母細(xì)胞進(jìn)行成熟培養(yǎng)，對(duì)采集到的精子進(jìn)行獲能處理。（2）為了獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞，可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理?北方白犀牛曾經(jīng)廣泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失，它們的數(shù)量不斷減少。2018年3月，世界上最后一頭雄性北方白犀牛去世，該物種僅剩下兩頭雌性。在此之前，研究人員設(shè)法保存了北方白犀牛的精子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）我們可以使用哪些現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)人工繁育北方白犀牛？運(yùn)用這些技術(shù)一定能繁育成功嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由?？梢允褂萌斯な诰?、體外受精、胚胎移植、體細(xì)胞核移植等技術(shù)來(lái)人工繁育北方白犀牛。運(yùn)用這些技術(shù)不一定能成功繁育北方白犀牛，因?yàn)槿魏我豁?xiàng)技術(shù)都不能保證百分之百的成功率，何況現(xiàn)存的北方白犀牛數(shù)量極少。（P64）二、擴(kuò)展應(yīng)用（2）如果繁育成功，這樣人