高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第三章 胚胎工程 1.3.2 良种化胚胎工程课件 中图版选修3.ppt

第二节良种化胚胎工程 课程标准 简述胚胎工程的理论基础 课标解读 1 简述人工授精的过程及意义 2 简述胚胎移植的基本程序和意义 3 了解体外受精和胚胎培养的基本过程 人工授精是指用相应的器械采集 再将其注入到正在 中 使 的过程 1 选择 的公畜 2 对获取的精液样品 确定精液的质量 高质量的精液可以放入液氮罐中 备用和运输 也可直接用于授精 人工受精 1 概念 公畜的精液 发情的母畜的生殖道 母畜受孕 2 主要步骤 优良性状 人工采精 进行检查 冻存 196 3 将精液用 注入到正在 中 使精子和卵细胞结合受精 4 母畜经 产出具有 的幼仔 1 有效地发挥了 2 明显地提高了 3 省去了 的麻烦 人工授精产生后代属于哪种生殖方式 为什么 提示有性生殖 因为经过了精子和卵细胞的受精 思维激活1 3 意义 人工方法 发情的母畜生殖道 自然妊娠 优良性状 优良公畜的特性 配种效率 大型家畜运输 人工授精的理论基础 1 概念指用相应的器械采集公畜的精液 再将其注入到正在发情的母畜的生殖道中 使母畜受孕的过程 2 理论基础优良性状公畜的后代 一般也会继承父本的优良性状 所以可以通过人工授精技术 改良家畜的性状 1 2 人工授精过程 下列不属于人工授精的优点的是 a 可以有效地发挥优良公畜的特性b 可以显著提高公畜的配种效率c 后代一定能继承公畜的所有优良性状d 可以省去大型家畜运输的麻烦解析通过人工授精技术获得后代 仍属于有性生殖 后代具有较大的变异 不一定能继承亲本的所有优良性状 答案c 巩固1 1 给良种母畜注射适宜剂量的 使其排出众多的卵细胞 称为 2 采用 或自然交配的方式 使良种公畜的精子在良种母畜体内同众多的卵细胞受精 并发育成 3 把冲胚得到的 移植到多个母畜子宫内继续发育 4 良种母畜恢复后 可继续进行 胚胎移植 1 主要步骤 促性腺激素 超数排卵 人工授精 早期胚 胎 早期胚胎 超数排卵 克服像牛等经济动物自然繁殖产仔量少的问题 加快畜牧业 的步伐 1 胚胎冻存 将 置于一定的 中 再加入一定量的 放入 中保存 2 胚胎分割 在显微镜下 将 用特制的 分成 或 每一等份胚胎经过 得以 被分别 的 代孕妈妈 体内 3 植入前性别的鉴定 通过 对胚胎性别进行鉴定 按 进行移植以生产 的幼仔 2 意义 良种化改造 3 辅助手段 早期胚胎 防冻保护剂 培养液 196 的液氮 早期胚胎 切割针 2等份 更多 短期培养 修复 移植到不同 不同的手段 限定性别 所需性别 胚胎移植时对公 母畜及代孕母畜的性状要求有何不同 提示公 母畜的遗传性能和生产性能都要求优秀 代孕母畜只要体质健康 具有正常繁殖能力即可 思维激活1 1 概念胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎移植到同种的生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之发育成新个体的技术 它是胚胎工程的最后一道工序 2 基本程序 以牛胚胎移植为例 选择优良供体 受体母牛 注射激素 进行同期发情处理 对供体母牛注射促性腺激素 进行超数排卵处理 选择同种优秀的公牛进行配种 自然交配 或人工授精 1 胚胎移植 使良种公畜的精子在良种母畜体内同众多的卵母细胞受精 并发育成早期胚胎 冲胚法收集胚胎 对胚胎进行质量检查 这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段 可冷冻保存或移植 胚胎的移植 包括手术法或非手术法 对受体母牛进行是否妊娠的检查 受体母牛产下犊牛 3 意义克服经济动物自然繁殖产仔量低的问题 充分发挥优良母畜的繁殖潜力 加快优良种畜的繁殖速度 特别提醒胚胎移植的生理学基础 1 哺乳动物发情排卵后 不管是否妊娠 在一段时间内 同种动物的供 受体生殖器官的生理变化是相同的 这为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境 2 哺乳动物的早期胚胎形成后 在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系 而是处于游离状态 这为胚胎的收集提供了可能 3 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 这为胚胎在受体内的存活提供了可能 4 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但移入受体的供体胚胎的遗传特性 在孕育过程中不受任何影响 1 概念 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 2 特点 后代具有相同的遗传物质 可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 3 选择的胚胎 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 主要仪器设置 实体显微镜和显微操作仪 5 过程方法 用机械法分割胚胎 2 胚胎分割 分割的半个胚胎直接移植给受体 或注入预先准备好的空透明带中 在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体内 6 意义 提高了胚胎的利用率 特别提醒对囊胚阶段的胚胎进行分割时 要注意将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 1 概念 通过不同的手段对胚胎性别进行鉴定 2 取材 滋养层细胞 囊胚的外部细胞 3 意义 按限定性别进行移植以生产所需性别的幼仔 减少移植过程的盲目性 3 性别鉴定 胚胎移植的过程不包括 a 对供体和受体的选择和处理b 对胚胎的收集 检查和培养c 移植后的检查d 激素刺激胚胎发育解析胚胎发育是在受体母畜体内进行的 答案d 巩固2 1 采用 的方法 使母畜卵巢内同时产生 利用 从母畜体内采集这些 或直接从屠宰母畜的 内获取 2 在人工模拟环境下使 成熟 获得 能力 3 在适宜体外条件下 使成熟的卵母细胞 4 培养受精卵 使之完成 和 5 采用 的方法繁育优良后代 意义 解决了 不足的问题 使母畜的生殖潜能充分发挥出来 体外受精和胚胎培养 1 主要步骤 注射激素 更多的 卵母细胞 超声波引导法 卵母细胞 卵巢 卵母细胞 卵母细胞 受精 受精 卵裂 早期发育 胚胎移植 良种母畜卵母细胞 2 体外授精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术 其原理是在人工模拟体内的环境下 包括营养 温度 ph等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 主要步骤包括卵母细胞的采集 精子的获能和受精等 1 卵母细胞的采集和培养 采集方法 对于小型动物如小鼠 羊等 常用促性腺激素处理 使其排出更多的卵子 然后从输卵管中冲取卵子 对于大型动物如牛等 从刚屠宰的雌性动物的废弃的 1 体外授精 卵巢内采集卵母细胞 也可进行活体采卵 借助超声探测仪 内窥镜或腹腔镜等工具 直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞 培养方法 从输卵管中冲取的卵子可以直接与获能的精子在体外受精 从卵巢中采取的卵母细胞需要在体外人工培养成熟后才能与获能精子受精 2 精子的采集和获能 采集方法 主要分为假阴道法 手握法和电刺激法 假阴道法是用特制的假阴道 满足雄性动物交配时对压力 温度和润滑度的要求 同时要配备有与供精动物相适应的台畜 训练动物爬跨台畜 借假阴道收集精液 手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手 直接把握雄性动物阴茎 施以适当压力和刺激即可引起射精 并可收集富含精子的精液 电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精 此方法只适用于野生或某些经济动物 此外 对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液 精子获能 在体外受精前 要对精子进行获能处理 通常采用的体外获能的方法有化学诱导法和培养法 对于啮类动物 家兔和猪等动物的精子常用培养法 将取自附睾的精子 放入人工配制的获能液中培养 培养一段时间后 精子就可获能 对于牛 羊等家畜的精子常采用化学诱导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体a23187溶液中 用化学药物诱导精子获能 3 受精获能的精子和成熟的卵子在体外合适的环境下 获能液或受精液 共同培养一段时间 方可受精 精子与卵子在体外受精后 应将受精卵移入发育培养液中继续培养 以检查受精状况和受精卵的发育能力 当胚胎发育到适合的阶段时 可将其取出向受体移植或冷冻保存 2 胚胎培养 关于体外授精技术的叙述正确的是 a 受精过程和胚胎发育 可以在试管中进行b 精子获能后才具备受精的能力 而卵细胞则不需要获能c 获能的精子和培养成熟的卵子反应后即可移入母牛子宫内d 体外授精得到的受精卵必须培养到一定阶段才可以移植解析获能的精子和培养成熟的卵子受精后形成的受精卵要培养一段时间后才能移入母牛的子宫内 答案d 巩固3 下列有关动物胚胎移植的叙述中 不正确的是 a 只有从受孕母畜体内取出的胚胎才能移植b 供体母畜的职能是产生具有优良遗传特性的胚胎c 超数排卵技术要使用一定的激素d 试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行思维导图 例1 示例一胚胎移植 解析胚胎移植是将雌性动物的早期胚胎 或者体外受精及通过其他方式得到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之发育为新个体的技术 答案a归纳提升 关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是 a 精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫b 采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵c 成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵 需培养到一定阶段才可移植d 体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行 例2 示例二体外受精 思维导图 解析体外授精的原理是人工模拟体内环境 包括营养 温度 ph等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 因此卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后 才能与获能的精子受精 受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植 移入母体后继续发育形成幼体并产出 答案c 归纳提升试管动物技术试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精 并通过培养发育为早期胚胎后 再经移植产生后代的技术 试管动物技术主要包括体外受精 早期胚胎的培养和胚胎移植技术 其生产流程可用下图表示 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 因此 胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 进行胚胎分割时 应选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 注意在囊胚阶段分割时 内细胞团要均等分割 胚胎分割的基本过程是 将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中 在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎 探究胚胎分割 技法必备 分割开 或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开 分割的胚胎或细胞直接移植给受体 或在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体内 着床发育产仔 注意 胚胎分割的份数越多 移植的成功率就越低 早期胚胎的体积很小 只有在显微镜下才能看到 再者 细胞数目是有限的 分割的份数越多 不但难以做到均等分割 每一份的细胞数会减少 而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大 因此 分割的份数越多 技术的难度会越大 移植后的恢复和发育的难度会越大 移植成功率自然会降低 下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程 请回答下列问题 1 a细胞是 在进行体外受精前要对精子进行 处理 2 进行胚胎分割时 应选择发育到 时期的胚胎进行操作 3 指的是 能力展示 4 通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 5 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 应注意 6 受体母牛必须和供体牛属于 移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 解析本题考查胚胎工程的应用 将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可进行卵裂 卵裂经过体外培养形成早期胚胎 为了快速繁育优良品种 可以采用胚胎分割的技术手段 即选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割 分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同 所以性状表现很相似 在对囊胚阶段的胚 胎进行分割时 要注意将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 大量的研究已经证明 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 这为胚胎在受体内的存活提供了可能 答案 1 次级 卵母细胞获能 2 桑椹胚或囊胚 3 囊胚腔 4 具有相同的遗传物质 5 要将内细胞团均等分割 6 同一物种受体子宫对外来胚胎基本上不发生排斥反应 对实验动物进行采卵 用到的激素是 a 性激素b 促性腺激素释放激素c 促性腺激素d 醛固酮答案c加拿大的荷斯坦奶牛每年产奶量可达10t以上 我国引进的1000头牛胚胎 是由荷斯坦公牛的精子和荷斯坦母牛的卵细胞受精后形成的 并移植到黑龙江当地的受体牛中 这些牛产下的牛犊育成后 可替代年产量不足3t的当地奶牛 这些牛犊的优良性状 1 2 a 只来自荷斯坦公牛b 只来自荷斯坦母牛c 来自荷斯坦公牛和母牛d 来自黑龙江当地奶牛解析引进的牛胚胎是由荷斯坦牛的精子和卵细胞受精后发育而成的 细胞内的基因来自荷斯坦公牛和母牛 所以生产的牛犊的性状与荷斯坦公牛和母牛一致 黑龙江当地母牛作为 代孕妈妈 只是为这1000头胚胎的发育提供了发育环境 答案c 牛胚胎移植的基本程序如下图 请据图回答问题 1 图中a b c过程分别是指 2 供体母牛的主要职能是 受体母牛必须具备 3 3 为了提高牛胚胎的利用率 常采取的方法是 处理的时期是 理由是 4 你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些 解析 1 a