胚胎工程技术及其应用【知识专讲精研】 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第3节胚胎工程第2章细胞工程一胚胎工程技术及其应用到社会中去

八胞胎的诞生灰绿色广州一对富商久婚不孕，2010年初借助试管婴儿技术孕育的8个胚胎竟然全部成功，喜出望外的富商夫妇最终找来两位代孕妈妈，再加上自身共3个子宫采取“2+3+3”方式，前后一个月的时间内先后诞下4男4女八胞胎。

分析：8胞胎的诞生过程涉及了哪些工程的技术?

体外受精、早期胚胎培养（动物细胞培养）、胚胎移植胚胎工程技术体外受精胚胎分割通过人工操作使卵子与精子在体外完成受精。采用机械方法将早期胚胎分割成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。胚胎移植将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内，使之继续发育成为新个体的技术。一体外受精1.过程：2.意义：包括__________________、____________和______等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精卵巢MⅡ期卵母细胞体外受精获能精子精子离心处理新鲜或解冻的精液受精卵培养成熟培养获能处理是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。

我国现有奶牛600万头左右，黄牛9000万头。选用高产奶牛作为供体生产胚胎，或者引进国外优良品种的胚胎，用黄牛作受体（代孕体）进行胚胎移植，生产纯种高产奶牛，是我国当前迅速提高数量，满足牛奶需求的有效方法。近几年，我国每年移植的奶牛胚胎2－3万枚，获母犊牛5000－6000头。供体：提供胚胎受体：接受胚胎朋友，谢啦…情境1提高优良品种的繁殖率1二、胚胎移植

胚胎移植是指将通过体外受精及其他方法得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。1.概念：

（1）胚胎来源：通过转基因、核移植和体外受精等方式得到。（2）供体和受体供体：提供胚胎的个体选择标准：遗传性状优良，生产能力强职能：产生具有优良遗传特性的胚胎受体：接受胚胎的个体选择标准：职能：有健康体质和正常繁殖能力承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务2.过程：优良供体母牛优良公牛（遗传性状优良，生产能力强）受体母牛（有健康体质和正常繁殖能力）具有优良性状的后代进行同期发情处理超数排卵受体发情发情配种或人工受精移植胚胎收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查二、胚胎移植（以牛的胚胎移植为例）正常繁殖或两三个月后进行另一次移植桑葚胚或囊胚

胚胎移植主要包括_____、_____的选择和处理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培养和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等步骤。供体受体配种收集检查检查二、胚胎移植胚胎移植两次使用激素用雌激素对供、受体母牛进行同期发情处理用促性腺激素使供体母牛超数排卵两次检查对收集的胚胎进行质量检查对受体母牛是否妊娠进行检查相关信息（62页）超数排卵是指应用外源促性腺激素处理，诱发卵巢排出更多的成熟卵子。超数排卵使用的激素为多肽类，应注射，口服会失效。3.实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移4.地位：胚胎工程的最终技术环节5.意义：①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期

对供体施行________处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的十几倍到几十倍超数排卵②胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。二、胚胎移植胚胎移植的生理学基础1.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗?如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?

不一定；一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?受体对来自供体的胚胎基本上不发生免疫排斥反应3.胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致?为什么?

胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致，供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中一般不发生变化4.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?为什么?

正确；胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境的一致性密切相关，只有供体、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育胚胎移植的生理学基础胚胎移植生理学基础①排卵后，同种动物的供、受体生殖系统的生理变化是相同的。这为胚胎移植入提供基础。②早期的胚胎处在游离状态。这为胚胎收集提供了可能。④胚胎可与受体子宫建立联系（正常着床），但不改变遗传特性。③受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎存活提供了可能。如何使供、受体达到相同的生理状态？（同期发情处理）课堂拓展强调：对精子获能的理解:精子获能是获得受精的“能力”,而不是获得“能量”

试管动物克隆动物主要技术手段体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植核移植、胚胎移植发育起点受精卵核移植后的重组细胞生殖类型有性生殖无性生殖遗传物质来源于双亲主要来源于供核一方过程早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？情景2在我国，家兔、绵羊等动物的胚胎移植都获得了成功。大大促进了我国畜牧业的发展。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。思考？同卵双胞胎自然形成示意图内细胞团内细胞团分裂，形成一模一样的双胞胎情境2提高优良品种的繁殖率2二胚胎分割1.繁殖方式：2.胚胎时期选择：采用

将

切割成

等，经移植获得__________________的技术。机械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵双胎或多胎3.主要仪器设备：4.分割后胚胎去向：无性繁殖（克隆）发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚内细胞团

要均等分割体视显微镜+显微操作仪、分割针或分割刀直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体体视显微镜显微操作仪分割针、分割刀二胚胎分割5.过程：在盛有操作液的培养皿中，显微镜下分割囊胚腔透明带滋养层内细胞团分割针分割针做DNA分析，鉴定性别二分胚内细胞团（均等分割）胚胎移植已知性别胚胎

若该生物是生产优质牛肉的雄性肉牛，在进行胚胎分割或移植前，应先对各个胚胎进行什么检测？选择哪些细胞进行检测？ABCDE甲乙丙1、图中ABCDE分别代表什么结构？2、乙过程常用的技术是

。1）选择哪条染色体上的DNA分子制作DNA探针？2）选择哪个区域？3、可否通过显微镜观察MⅠ四分体时期，从而判断性别？DNA分子杂交技术不行。此时胚胎不进行减数分裂。二胚胎分割6.优点：7.局限性：①提高优良动物品种的繁殖率②为遗传学研究的提供宝贵材料③通过鉴定，对繁育健康后代及人为控制动物性别有重要意义。

实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，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，还存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题（P63资料卡）。1.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是 (

)A.精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育C强化训练[解析]精子在获能液中于适宜条件下(37℃、5%CO2)培养可以使精子获能,A正确;注射促性腺激素能促进小鼠超数排卵,B正确;由于生物的性状受基因和环境等因素的影响,故分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质,但发育成的个体会存在形态学差异,C错误;胚胎干细胞可以发育成各种组织、器官,D正确。2.以下对于胚胎分割的描述,正确的有 (

)①胚胎分割可产生基因型完全相同的新个体②内细胞团一般到囊胚阶段才出现,胚胎分割时最好将其均等分割,移植成功率才高③只能对囊胚期细胞进行分割④不仅内细胞团要均等分割,滋养层也要均等分割,否则不易成功⑤胚胎分割移植属于有性生殖⑥胚胎分割次数越多,分割和移植的效率越高A.一项 B.两项 C.三项 D.四项B强化训练3.试管牛、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果。下列叙述正确的是 (

)A.都属于无性生殖,能保持母本性状B.三者分别属于胚胎工程、植物组织培养和克隆技术C.都充分体现了体细胞的全能性D.都不会发生基因重组B[解析]试管牛属于有性生殖,会发生基因重组,A、D错误;试管动物属于胚胎工程,试管苗属于植物组织培养,克隆羊属于克隆技术,B正确;试管苗体现了体细胞的全能性,试管牛是有性生殖,不体现体细胞的全能性,克隆羊体现了体细胞核的全能性,C错误。强化训练胚胎工程技术及其应用体外受精胚胎分割步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精胚胎分割的概念：对早期胚胎切割胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎胚胎分割的意义胚胎移植胚胎移植的步骤胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义课堂小结练习与应用1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。(1)采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（）

(2)经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（）

(3)进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检査，以防止发生免疫排斥反应。（）

××一、概念检测×2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。(1)请将图中括号内的内容补充完整。体外胚胎培养胚胎移植。练习与应用一、概念检测2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。(2)为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理？(3)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。练习与应用一、概念检测北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛死亡，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。请回答下列问题。(1)我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛?运用这些技术一定能繁育成功吗?请说出你的理由。二、拓展应用（P64）练习与应用提示:可以使用