資源簡介

(共23張PPT)
選擇性必修三《生物技術與工程》
第2章 細胞工程
第3節 胚胎工程（第二課時）
胚胎工程技術及其應用
工廠化生產
2018年3月，地球上最后一頭雄性北方白犀牛“在肯尼亞死亡。地球上剩下最后兩只雌性北方白犀牛。但研究人員設法保存了雄性北方白犀牛的精子。
克隆北方白犀牛
無性生殖
試管動物
情境導入
① 試管動物的概念：
試管動物是指通過人工操作使卵子在體外受精，培養發育為早期胚胎后，再進行移植產生的個體。
② 試管動物的產生過程：
體外受精
早期胚胎
培養
胚胎
移植
受體母牛
(代孕)
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
試管牛
③涉及的胚胎工程技術：
體外受精、體外胚胎培養、胚胎移植
試管動物技術
目錄
課堂小結
探究新知
04
情境導入
03
02
01
課堂練習
一.體外受精
二.胚胎移植
三.胚胎分割
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期卵母細胞
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
成熟培養
獲能處理
適當的培養液
一、體外受精
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
采集方法 適用范圍 采集過程 培養
輸卵管采卵
卵巢采卵 屠宰動物 的卵巢采卵
活體采卵
實驗動物以及家畜
大型動物
或大家畜
小鼠、兔、豬、羊
牛、馬
利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。
可直接與獲能的精子在體外受精。
（不需要）
從已屠宰的雌性動物體內摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞
借助超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等儀器，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。
采集后的卵母細胞都要在體外經過人工培養成熟后，才能與獲能的精子受精。
（需要）
卵母細胞的采集
1
一、體外受精
方法 操作過程 適用動物
培養法 將精子放入人工配制的獲能液中使其獲能 嚙齒動物、家兔及豬等動物
化學 誘導法 將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能 牛、羊等家畜
精子在進行體外受精前需要 處理
精子獲能
精子的采集
假陰道法、手握法和電激法。
精子的獲能
精子的采集和獲能
2
一、體外受精
卵巢
MⅡ期卵母細胞
體外受精
精子離心處理
新鮮或解凍的精液
受精卵培養
去除精漿（含有抑制精子獲能的物質），提取純度較高精子，以利于精子獲能 。
早期胚胎培養的基本條件：①營養條件、②無菌、無毒的環境條件③適宜的溫度、pH和滲透壓、④適宜的氣體環境
目的
在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程
采集
培養
精子
獲能處理
CO2培養箱
體外受精技術過程
3
一、體外受精
供體和受體:
供體：
受體：
1. 概念：
轉基因技術、動物細胞核移植技術、胚胎分割等
提供胚胎的個體
遺傳性狀 ，生產能力 。
產生具有優良遺傳特性的胚胎
選擇標準：
職能：
接受胚胎的個體
有健康體質和正常繁殖能力
承擔繁重而漫長的 和 任務
選擇標準：
職能：
2. 胚胎移植的實質：
早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。
指將通過 得到的胚胎，移植到 、
的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。
體外受精及其他方式
同種的
生理狀態相同
優良
強
妊娠
育仔
二、胚胎移植
（遺傳性狀優良，生產能力強）
（有健康體質和正常繁殖能力）
優良供體母牛
受體母牛
同期發情處理
超數排卵處理
發情配種
或人工授精
優良公牛
3. 胚胎移植的過程：
外源促性腺激素處理
注射雌激素或孕激素
目的：誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
使它們處于相同的生理環境，這樣供體的胚胎移入受體后，不會發生免疫排斥反應。
用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內，完成受精。
二、胚胎移植
收集胚胎并檢查
沖卵
目的：從輸卵管或子宮角排出早期胚胎（早期胚胎處于游離狀態，容易收集）
比較自然受精、人工授精和體外受精
項目 自然受精 人工授精 體外受精
不同點 過程
場所
相同點
雌雄動物交配完成
雌性動物輸卵管中
用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內，完成受精
人工獲取精子、卵子，在體外培養液中完成受精過程
雌性動物輸卵管中
體外培養液中
(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
二、胚胎移植
（遺傳性狀優良，生產能力強）
優良供體母牛
受體母牛
受體發情
同期發情處理
超數排卵處理
發情配種
或人工授精
胚胎移植
收集胚胎并檢查
對受體進行妊娠檢查
具有優良性狀的后代
正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植
優良公牛
（有健康體質和正常繁殖能力）
沖卵
不同動物胚胎移植時間不同
每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經移植可產生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。
產下的子代性狀取決于所用父本和供體，性別取決于父本。
桑葚胚或囊胚階段
3. 胚胎移植的過程：
二、胚胎移植
注意:
（遺傳性狀優良，生產能力強）供體母牛
（有健康體質和正常繁殖能力）受體母牛
多種激素同期發情處理
促性腺激素
超數排卵
供體公牛
發情配種或
人工受精
收集胚胎并檢查
胚胎移植
妊娠檢查
分娩
（胚胎移植的犢牛）
②胚胎移植的供體和受體的生理狀態要相同。
1.該過程中兩次使用激素：
第一次對受、供體進行同期發情處理（雌激素或孕激素）；
2.該過程中的兩次檢查：
第一次對收集的胚胎進行檢查；
3.胚胎移植成功與否要有兩個條件：
①一般在同種雌性供體和受體之間進行。
第二次用于供體的超數排卵（促性腺激素）
第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。
二、胚胎移植
1.將胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常發育嗎？
2.需要在胚胎移植前對受體進行怎樣的操作？
3.受體會不會對來自供體的胚胎發生免疫排斥反應？
4、經受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？
同期發情處理
不能，需要移植到同種的、生理狀態相同的受體體內。
基本不會
和供體保持一致
二、胚胎移植
思考:
4. 胚胎移植的意義：
① 充分發揮雌性優良個體的 。
② 大大縮短了 本身的繁殖周期。
③ 對供體施行 處理后，增加供體一生繁殖后代的數量。
供體：
提供胚胎的個體
遺傳性狀優良，生產能力強
產生具有優良遺傳特性的胚胎
選擇標準：
職能：
受體：
接受胚胎的個體
有健康體質和正常繁殖能力
承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務
選擇標準：
職能：
胚胎移植是胚胎工程的最終技術環節，還將推動胚胎工程其他技術的研究和應用。
5.地位：
繁殖潛力
供體
超數排卵
二、胚胎移植
1. 概念
特點：
來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，胚胎分割可以看做動物
無性繁殖或克隆的方法之一。
理論基礎：
動物胚胎細胞的全能性
顯微操作儀
體視顯微鏡
2. 設備
分割刀
指采用機械方法（切割針、切割刀）將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
分割針
早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性。
三、胚胎分割
3. 過程：
①滋養層細胞發育成胎盤和胎膜，不發育胎兒的組織或器官，不會對胎兒產生影響。
②滋養層和內細胞團均來自同一個受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質。
囊胚
若沒有均等分割，會出現含內細胞團多的部分正常發育的能力強，少的部分發育受阻或發育不良，甚至不能發育等問題。
(1)選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養皿中。
(2)在顯微鏡下用分割針或分割刀分割，在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內細胞團均等分割。
(3)分割后的胚胎可直接移植給受體，或經體外培養后，再移植給受體。
胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等。
三、胚胎分割
3. 胚胎分割的過程
三、胚胎分割
①促進優良動物品種的 。
③在胚胎移植前，進行 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。
②產生的遺傳性狀 的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料；
繁殖
相同
性別鑒定、遺傳病篩查
4. 胚胎分割的意義
三、胚胎分割
實踐證明，采用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數越多，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，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題。
5. 胚胎分割的局限性
三、胚胎分割
胚胎工程技術及其應用
體外受精
胚胎分割
步驟：卵母細胞的采集、精子的獲取、受精
胚胎分割的概念：對早期胚胎切割
胚胎分割的基礎：細胞的全能性、每個細胞的細胞核內具有相同的遺傳物質
胚胎分割的步驟：選擇胚胎、分割胚胎、胚胎移植
體外受精技術的意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎
胚胎分割的意義
胚胎移植
胚胎移植的步驟
胚胎移植的概念：移植到同種的、生理狀況相同的雌性動物體內
胚胎移植的意義：充分發揮雌性優良個體的繁殖能力
課堂小結
1.下列關于小鼠體外受精及胚胎發育的敘述，錯誤的是(　　)
A．精子在獲能液中于37 ℃、5% CO2 條件下培養的目的是使精子獲能
B．小鼠在特定光控周期條件下飼養，注射相關激素有促進超數排卵的作用
C．分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質，因此發育成的個體沒有形態學差異
D．注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發育
C　
解析：分割的胚胎細胞具有相同的遺傳物質，但發育過程中由于基因突變或環境因素影響等，最終發育成的個體可能會有形態學差異，C錯誤。
課堂練習
C　
2.胚胎工程中各種胚胎操作技術如圖所示。下列分析正確的是(　　)
A．從良種公牛體內獲得的精子可以直接與獲能的卵細胞結合受精
B．早期囊胚a、b、c基因型相同，但發育得到的個體表型不一定相同
C．d可直接移植給受體，得到小牛的途徑屬于有性生殖
D．胚胎移植時因代孕牛幾乎對胚胎無免疫排斥，因此無需使用免疫抑制劑
D　
課堂練習
D　
在體外獲能后才可以
三種早期囊胚由不同受精卵發育而來遺傳物質不一定相同
無性生殖

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