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(共32張PPT)
第3節(jié) 胚胎工程
二 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
第2章 細(xì)胞工程
試管動(dòng)物
通過(guò)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(gè)體。
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
胚胎移植
體外受精
體外胚胎培養(yǎng)
有性生殖
生殖方式：
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
子宮
個(gè)體
體外受精
早期胚胎發(fā)育
胚胎移植
“試管牛”產(chǎn)生過(guò)程涉及到胚胎工程的哪些技術(shù) 原理分別是什么
胚胎工程的技術(shù)主要包括：
體外受精(原理:受精作用)。
胚胎移植(原理:胚胎發(fā)育)、
胚胎分割(原理:細(xì)胞增殖，胚胎發(fā)育)等.
“試管?！笔巧a(chǎn)流程
一、體外受精
請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P60文字及圖2-22，思考并回答下列問(wèn)題：
1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個(gè)步驟？
2.卵母細(xì)胞的培養(yǎng)的目的是什么？
3.離心的目的是什么？
4.精子與卵細(xì)胞如何完成體外受精？
5.受精卵如何培養(yǎng)？
體外受精（視頻）
一、體外受精
卵母細(xì)胞
成熟培養(yǎng)
成熟卵母細(xì)胞
體外受精
受精卵
卵母細(xì)胞的采集
雌性哺乳動(dòng)物
雄性哺乳動(dòng)物
精子的獲取
精子
獲能處理
獲能的精子
(1)卵母細(xì)胞的采集
(2)精子的獲取
(3)體外受精
體外受精技術(shù)主要包括
一、體外受精
1.體外受精技術(shù)主要包括
一、體外受精
2.體外受精的過(guò)程
去除精清，以利于精子獲能 (提取純度較高精子)
目的
在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿?br/>胚胎早期培養(yǎng)的基本條件:營(yíng)養(yǎng)條件、環(huán)境條件是無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境、適宜的溫度、pH和滲透壓、適宜的氣體環(huán)境
一、體外受精
3.體外受精的意義
為胚胎移植提供可用的胚胎
提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施
體外受精獲得的受精卵可以在培養(yǎng)液中直接發(fā)育成犢牛嗎
二、胚胎移植
請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P61-62，小組合作思考討論完成問(wèn)題。
1.胚胎移植的概念、移植條件、實(shí)質(zhì)、地位是什么？
2.什么是供體和受體？供體和受體的選擇標(biāo)準(zhǔn)是什么？
3.請(qǐng)用文字和箭頭表示出胚胎移植的過(guò)程。
4.在胚胎移植前應(yīng)該對(duì)受體進(jìn)行怎樣的處理 目的是什么？
5.如何進(jìn)行超數(shù)排卵？目的是什么？
6.胚胎移植的意義。
1.胚胎移植指將通過(guò)_________及_________得到的胚胎，移植到________、_____________的______動(dòng)物體內(nèi)，使之_________________的技術(shù)
體外受精
其他方式
同種的
生理狀態(tài)相同
雌性
繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體
體外受精及其他方式得到的胚胎
①提供胚胎的個(gè)體稱(chēng)為_(kāi)_____
供體選擇標(biāo)準(zhǔn)：________________________
供體職能：__________________________
②接受胚胎的個(gè)體叫______
受體選擇標(biāo)準(zhǔn)：_________________________
受體職能：_______________________________
（1）胚胎來(lái)源:
（2）供體和受體
體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)等
二、胚胎移植
（一）概念：
供體
受體
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
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)
移植條件
實(shí)質(zhì)
地位
供體與受體為同種且生理狀態(tài)相同
早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移
胚胎工程的最后一道“工序”
（二）過(guò)程：
胚胎移植主要包括①_____、_____的選擇和處理，②_____或人工授精，③胚胎的_____、_____、培養(yǎng)和保存，④胚胎的移植，以及⑤移植后的_____等步驟。
供體
受體
配種
收集
檢查
檢查
二、胚胎移植
優(yōu)良供體母牛
受體母牛
受體發(fā)情
同期發(fā)情處理
超數(shù)排卵處理
發(fā)情配種
或人工受精
胚胎移植
收集胚胎并檢查
對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查
具有優(yōu)良性狀的后代
優(yōu)良公牛
利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進(jìn)程，使之在預(yù)定時(shí)間內(nèi)集中發(fā)情。
使他們處于相同的生理環(huán)境，這樣供體的胚胎移入受體后不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。
注射外源促性腺激素
誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
沖卵
排出早期胚胎
（二）過(guò)程：
什么是同期發(fā)情處理？
同期發(fā)情處理的目的是什么？
如何進(jìn)行超數(shù)排卵？
超數(shù)排卵的目的是什么？
沖卵的目的是什么？
正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植
二、胚胎移植
桑葚胚或囊胚
胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)
思考 討論
1.將檢驗(yàn)合格的胚胎移植到任何一個(gè)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(duì)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(duì)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,為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。
胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)
思考 討論
2.受體會(huì)不會(huì)對(duì)來(lái)自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)
受體對(duì)來(lái)自供體的胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。
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
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(guò)程中不會(huì)發(fā)生任何變化。
移入胚胎存活的基礎(chǔ)
保留遺傳特性的基礎(chǔ)
胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)
思考 討論
4.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，移入受體的胚胎才
能被接受，并能繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)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。
胚胎移入的基礎(chǔ)
胚胎移入 的基礎(chǔ)
胚胎收集 的基礎(chǔ)
移入胚胎 存活的基礎(chǔ)
保留胚胎遺傳特性基礎(chǔ)
排卵后，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。
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)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(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)保障了供體優(yōu)良遺傳性狀。
胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)
思考 討論
充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力；縮短供體繁殖周期,增加一生繁殖后代數(shù)量。
（三）意義：
供體
職能
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)
受體
職能
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
朋友，謝啦…
二、胚胎移植
對(duì)供體、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理
對(duì)供體母畜進(jìn)行超數(shù)排卵
配種或
人工受精
收集胚胎
對(duì)胚胎檢查培養(yǎng)或保存
胚胎移植
對(duì)受體母畜進(jìn)行妊娠檢查
產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的后代
小 結(jié)
(1)該過(guò)程中兩次使用激素：
第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；
第二次用于供體的超數(shù)排卵。
(2)該過(guò)程中的兩次檢查：
第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查；
第二次對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。
(3)胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件：
胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。
進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。
還有沒(méi)有其他方法可以進(jìn)一步挖掘良種奶牛的繁殖潛力
早期胚胎具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞的全能性，能不能將一個(gè)胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？
在我國(guó)，家兔、綿羊等動(dòng)物的胚胎移植都獲得了成功。大大促進(jìn)了我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展。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。
同卵雙胞胎
內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分裂
形成一模一樣的雙胞胎
異卵雙胞胎
同卵雙胞胎剛開(kāi)始是單個(gè)的受精卵，但是在受孕一段時(shí)間之后，胚胎自行一分為二，形成了兩個(gè)新的胚胎，而且具有相同的染色體構(gòu)成，同時(shí)也具有相同的基因，這種情況稱(chēng)之為同卵雙胞胎。
二、胚胎分割
采用________將_________切割成
____________________等，經(jīng)移植
獲得________________的技術(shù)
1.概念：
機(jī)械方法
早期胚胎
2等份、4等份或8等份
同卵雙胎或多胎
2.理論依據(jù):
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。
后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一。
3.特點(diǎn):
桑葚胚或囊胚
二、胚胎分割
4.適合分割的胚胎:
發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。
桑葚胚或囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性
防止影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育
將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割
顯微操作儀
體視顯微鏡和顯微操作儀
體視顯微鏡
桑葚胚
囊胚
5.主要儀器設(shè)備:
若不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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。
二、胚胎分割
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)。
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。
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。
6.胚胎分割操作程序
選取滋養(yǎng)層細(xì)胞。
①滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎盤(pán)和胎膜，不發(fā)育胎兒的組織或器官，不會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生影響。
②滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂和細(xì)胞分化形成，具有相同的遺傳物質(zhì)。
做性別鑒定時(shí)選取哪部分細(xì)胞進(jìn)行DNA分析？為什么？
內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
滋養(yǎng)層
囊胚腔
發(fā)育
胎盤(pán)和胎膜
發(fā)育
胎兒的各種組織
二、胚胎分割
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??；進(jìn)行性別鑒定，是為了人工篩選后代動(dòng)物的性別。
二、胚胎分割
7.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
8.胚胎移植的局限性
實(shí)踐證明，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。另外，還存在剛出生動(dòng)物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問(wèn)題。
二、胚胎分割
9.胚胎分割的意義
(1)提高胚胎利用率，促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖。
(2)產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代，作為遺傳學(xué)研究的寶貴材料
(3)胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別，繁育健康動(dòng)物后代具有重要意義。
胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
體外受精
胚胎分割
步驟：卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取、受精
胚胎分割的概念：對(duì)早期胚胎切割
胚胎分割的基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性、每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)
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(shù)的意義：是提高動(dòng)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(dòng)物體內(nèi)
胚胎移植的意義：充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖能力
①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖；
②產(chǎn)生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對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義
課后習(xí)題·概念檢測(cè)
1.判斷下列表述是否正確。
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)。( )
×
×
×
課后習(xí)題·概念檢測(cè)
當(dāng)?shù)仄胀ňd陽(yáng)
杜泊羊
分娩
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。
①請(qǐng)將圖中的括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容補(bǔ)充完整。
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
卵母細(xì)胞
精子
采集
采集
受精卵
體外受精
早期胚胎
（ ）
體外胚胎培養(yǎng)
（ ）
胚胎移植
課后習(xí)題·概念檢測(cè)
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
可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。
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
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。
課后習(xí)題·拓展應(yīng)用
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。
可以使用人工授精、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。
課后習(xí)題·拓展應(yīng)用
②如果繁育成功，這樣人工繁育的種群與野生種群相比，有什么區(qū)別
這樣人工繁育的種群與野生種群相比，遺傳多樣性會(huì)降低，野外生存能力也會(huì)下降。
③如果繁育不成功，這一物種將永遠(yuǎn)從地球上消失，從中我們能得到怎樣的教訓(xùn)
多種多樣的生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，是一個(gè)個(gè)獨(dú)特的基因庫(kù)。任何一個(gè)物種的滅絕都可能產(chǎn)生多米諾效應(yīng)，使其他相關(guān)物種受到影響，進(jìn)而威脅到生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。保護(hù)瀕危的野生動(dòng)物，保護(hù)生物多樣性刻不容緩。

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