胚胎工程课件高二下学期生物人教版选择性必修3

2.3胚胎工程（第2课时）胚胎工程技术及其应用

胚胎工程技术包含的内容很丰富，目前在医学和生产中，胚胎工程应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割等，借助这些技术，可以进一步挖掘动物的繁殖潜力。试管婴儿你听说过试管牛、试管羊吗？试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植的个体。这个过程中，首先要做的就是体外受精。一、体外受精哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。卵巢新鲜或解冻的精液MⅡ期卵母细胞获能精子精子离心处理体外受精受精卵培养卵母细胞的采集成熟培养精子的获取胚胎早期发育一、体外受精卵母细胞的采集培养MII期的卵母细胞精子的采集、离心获能处理获能的精子受精受精卵体外受精的意义：1.提高动物繁殖能力的有效措施。2.为胚胎移植提供可用的胚胎。一、体外受精

胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到

的、

的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。转基因、核移植等1、概念：二、胚胎移植同种生理状态相同供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。胚胎移植二、胚胎移植遗传性状优良、生产能力强。有健康的体质和正常繁殖能力。优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理移植胚胎收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植具有优良性状的后代牛胚胎移植示意图（外源促性腺激素）（P62相关信息：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子）目的是为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境。两次检查：1.对收集到的胚胎进行质量检查；2.对受体是否妊娠进行检查。受体发情优良公牛发情配种或人工授精2、过程：供体、受体的选择和处理配种或人工授精胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎的移植移植后的检查二、胚胎移植两次处理和两次检查两次处理两次检查对供、受体进行同期发情处理用激素使供体超数排卵对收集的胚胎进行质量检查对受体是否妊娠进行检查结合牛胚胎移植的过程，思考与讨论以下问题。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？

思考·讨论不一定。

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。

在胚胎移植前会对受体进行同期发情处理，使受体可以为供体胚胎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。思考·讨论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。

因为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不会发生任何变化。思考·讨论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。

因为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。思考·讨论生理学基础意义胚胎移植的生理学基础：哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态。为胚胎的收集提供可能。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。为胚胎在受体内的存活提供了可能。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。为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保留了遗传特性。二、胚胎移植3、意义1.充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。2.缩短供体繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。3.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。P64、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。体外胚胎培养雌性杜泊羊雄性杜泊羊杜泊羊卵母细胞精子当地普通绵羊受精卵早期胚胎采集采集分娩体外受精（）（

）

胚胎移植（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。体外胚胎培养雌性杜泊羊雄性杜泊羊杜泊羊卵母细胞精子当地普通绵羊受精卵早期胚胎采集采集分娩体外受精（）（

）

胚胎移植P64二、拓展应用、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去世，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。可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育北方白犀牛。

运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。(2)如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别？与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。(3)如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训？

多种多样的生物是生态系统的重要组成部分，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁到生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。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。三、胚胎分割（一）概念三、胚胎分割（二）理论基础：早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。（三）实质：动物无性生殖或克隆(后代具有相同的遗传物质)显微操作仪（四）

仪器设备：体视显微镜三、胚胎分割（五）

胚胎分割的步骤1.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。2.在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割；在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。3.分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。三、胚胎分割胚胎分割动态演示胚胎分割动态演示分割针取样滋养层做DNA分析，鉴定性别已知性别胚胎透明带滋养层内细胞团囊胚腔分割针内细胞团二分胚胎胚胎移植牛胚胎性别鉴定和分割示意图：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚均等分割（五）

胚胎分割的应用和意义1.可以促进优良动物品种的繁殖。2.产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。3.在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。三、胚胎分割（六）

胚胎分割的局限性三、胚胎分割

P63资料卡：

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，这成为提高家畜胚胎利用率的手段之一。【比较】试管动物vs克隆动物试管动物克隆动物生殖方式技术手段染色体遗传规律有性生殖无性生殖体外受精

胚胎移植核移植技术

胚胎移植遵循不遵循来自核供体来自两个个体练一练P64【练习与应用】一、概念检测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查，以防止发生免疫排斥反应。（）×××1.下列关于胚胎分割技术的叙述，错误的是（

）A．胚胎分割属于有性生殖B．用分割针或分割刀对早期胚胎进行分割C．分割后的胚胎可移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育D．对囊胚进行分割时要注意将内细胞团均等分割A2.为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞（iPS细胞），继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如下图所示。下列叙述错误的是DA．诱导优良模型鼠体细胞转化为iPS细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化B．胚胎移植后，重构胚进一步扩大导致囊胚腔破裂的过程称为孵化C．为确定克隆鼠培育是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测D．为获得更多的双细胞胚，可对白色鼠1注射性激素达到超数排卵的目的3.近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限可能，通过该技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力。如图为经体外受精、胚胎分割和胚胎移植培育优良奶牛的过程。据图回答下列问题：(1)A细胞必须发育到___________（填时期）才能与获能的精子受精。(2)图中①是__________。胚胎干细胞具有______________________________的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能；图中所示应用一般选择_________________的桑葚胚或囊胚，在对囊胚时期的胚胎进行分割时需要注意___________________。胚胎分割可看作动物无性繁殖，原因是_________________________________。MⅡ期

内细胞团

分化为成年动物体内的任何一种类型发育良好、形态正常

将内细胞团均等分割来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质3.近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限可能，通过该技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力。如图为经体外受精、胚胎分割和胚胎移植培育优良奶牛的过程。据图回答下列问题：(3)图中涉及的胚胎工程技术有______________________________（至少填三项）。(4)对接受胚胎的个体需要选择_______________________________个体作为受体，在移植前要经过___________处理，目的是____________________________