高中生物課件（新教材人教版2019）選擇性必修三2-3-2胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

§2-3胚胎工程（2）細(xì)胞工程胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用胚胎工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)和生產(chǎn)上應(yīng)用應(yīng)用胚胎移植體外受精胚胎分割借助這些技術(shù)，可以進(jìn)一步挖掘動物的繁殖潛力。體外受精通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個體。體外受精技術(shù)的應(yīng)用培育試管動物卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)體外受精卵母細(xì)胞的采集體外成熟培養(yǎng)精子的獲取體外獲能處理培養(yǎng)液培養(yǎng)，促使完成受精哺乳動物體外受精過程胚胎移植含義將通過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)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中：提供胚胎的個體稱為“供體”接受胚胎的個體叫“受體”。作用通過任何一項(xiàng)技術(shù)（如轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等）獲得的胚胎，都必須移植給受體才能獲得后代。胚胎移植取得成就在胚胎移植中，牛的胚胎移植技術(shù)較為成熟。目前已實(shí)現(xiàn)平均每次處理一頭供體奶牛收集到的胚胎，經(jīng)移植可產(chǎn)下3～4頭犢牛，由于每年可處理4～5次，這樣，一頭良種母牛一年由代孕母牛生下的后代可達(dá)十幾頭，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一頭良種母牛在自然狀態(tài)下一生所得的后代數(shù)量。羊的胚胎移植效率比奶牛還要高。步驟以家畜的胚胎移植為例：胚胎移植主要包括供體、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，胚胎的移植，以及移植后的檢查等步驟。胚胎移植優(yōu)良供體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)）受體母牛（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）優(yōu)良公牛具有優(yōu)良性狀的后代超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植受體發(fā)情移植胚胎對受體進(jìn)行妊娠檢查進(jìn)行同期發(fā)情處理牛胚胎移植示意圖應(yīng)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?！舅伎?討論】胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)討論Discuss將檢驗(yàn)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(yīng)該對受體進(jìn)行怎樣的處理？不一定能正常發(fā)育。一般情況下檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。結(jié)合“牛胚胎移植示意圖”，思考與討論以下問題?！舅伎?討論】胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)討論Discuss受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。結(jié)合“牛胚胎移植示意圖”，思考與討論以下問題。討論Discuss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？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。因?yàn)楣w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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化?！舅伎?討論】胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)討論Discuss胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？為什么？正確。因?yàn)榕咛ヒ浦驳某晒β逝c供體、受體生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移人受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。結(jié)合“牛胚胎移植示意圖”，思考與討論以下問題。胚胎移植生理學(xué)基礎(chǔ)生理環(huán)境：檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同（在胚胎移植前要對受體進(jìn)行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。）的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。胚胎存活：受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。遺傳特性：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。因?yàn)楣w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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。胚胎移植優(yōu)勢可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。意義供體的主要職能變?yōu)楫a(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)由受體取代，這就大大縮短了供體本身的繁殖周期。在對供體施行超數(shù)排卵處理后，可獲得多枚胚胎，經(jīng)移植可得到多個后代，這使供體的后代數(shù)是自然繁殖的十幾倍到幾十倍。胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用設(shè)想Imagine早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？基于這樣的設(shè)想，胚胎分割技術(shù)逐漸發(fā)展成熟。胚胎分割含義是指采用機(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)。所屬范疇來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一。主要儀器設(shè)備體視顯微鏡和顯微操作儀體視顯微鏡(上)和顯微操作儀(下)胚胎分割步驟選材：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。分割：將它移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。

說明：在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。對于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的具體操作不完全相同。移植：分割后的胚胎可以直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。胚胎分割意義這項(xiàng)技術(shù)可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖，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。在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。牛胚胎性別鑒定和分割示意圖在顯微鏡下切割胚胎透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針囊胚腔取樣滋養(yǎng)層二分胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)已知性別胚胎做DNA分析，鑒定性別胚胎移植【資料卡】胚胎分割的發(fā)展簡史1978年，科學(xué)家將小鼠的桑葚胚一分為二，獲得了成功。1979年，科學(xué)家分割綿羊胚胎獲得了同卵羔羊。20世紀(jì)80年代后，人們建立了系統(tǒng)的胚胎分割方法，并相繼得到1/4和1/8分割胚胎的后代。我國的胚胎工程專家也進(jìn)行了分割胚胎移植的實(shí)驗(yàn)研究，成功地對小鼠、家兔、綿羊、山羊和牛等動物進(jìn)行了分割胚胎移植，并將二分胚胎分割技術(shù)應(yīng)用到牛和羊的胚胎移植中。盡管胚胎分割技術(shù)已經(jīng)在多種動物中取得成功，但仍存在一些問題，如剛出生的動物體重偏低，毛色和斑紋可能存在差異等。實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的，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，這成為提高家畜胚胎利用率的手段之一。應(yīng)用胚胎分割技術(shù)獲得的三卵六羔羊到社會中去荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量很高。某良種公司引進(jìn)了純種荷斯坦奶牛，并用胚胎分割技術(shù)繁育了良種荷斯坦奶牛群體。如果你是一名科技專欄的記者，現(xiàn)在需要寫一篇關(guān)于用胚胎分割技術(shù)繁育良種奶牛的報道，請寫出你準(zhǔn)備向胚胎工程專家提出的三個問題，然后與其他同學(xué)交換問題，再以訪談錄的形式回答他提出的問題（可通過查閱網(wǎng)絡(luò)、書籍上的資料或向?qū)＜艺埥痰确绞浇鉀Q自己回答不出的問題）?！咎崾尽繉W(xué)生可以向胚胎工程專家提出的問題有：公司繁育成功的良種