2.3.2胚胎工程技术及其应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第3节胚胎工程第2章细胞工程二胚胎工程技术及其应用情境创设中国首例试管婴儿【资料】通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育成早期胚胎后，再进行移植产生的个体，叫作试管动物。试管动物培育的过程示意图如下：体外受精早期胚胎培养胚胎

移植试管动物培育过程中，使用了哪些技术？思考精子卵子受精卵早期胚胎受体(代孕母体)试管动物00试管动物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，再进行移植产生的个体。体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植试管动物：1涉及的胚胎工程技术：2受体母牛(代孕)精子卵子早期胚胎培养胚胎移植受精卵早期胚胎试管牛体外受精繁殖方式：3有性生殖试管动物

克隆动物≠【拓展】试管牛VS克隆牛

体外受精核移植早期胚胎培养胚胎移植试管牛受精卵克隆牛比较项目试管动物(婴儿)克隆动物技术基础生殖类型发育起点遗传物质来源体外受精、胚胎早期培养、胚胎移植动物细胞培养、动物体细胞核移植、胚胎移植有性生殖无性生殖受精卵核移植后的重组细胞亲本双方主要来源于供核方重组细胞体外受精卵巢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去除精浆，以利于精子获能(提取纯度较高精子)胚胎早期培养的基本条件:①营养条件、②无菌、无毒的环境条件③适宜的温度、pH和渗透压、④适宜的气体环境目的体外培养1过程包括

、

和

等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精肝素等适当的培养液采集方法适用范围采集过程体外培养实验动物以及家畜大型动物或大家畜小鼠、兔、猪、羊牛、马利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子。从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等仪器，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。可直接与获能的精子在体外受精。采集后的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(不需要)(需要)卵母细胞的采集和培养输卵管采卵(冲取卵子)卵巢采卵屠宰动物的卵巢采卵活体采卵提高动物

能力的有效措施，为

提供可用的胚胎。繁殖胚胎移植体外受精2意义思考：受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？牛、羊：小鼠：试管婴儿：桑葚胚或囊胚阶段可在更早的阶段移植8-16个细胞阶段注：胚胎发育的主要场所是母体。项目自然受精人工授精体外受精不同点过程不同场所不同相同点雌雄动物交配完成雌性动物输卵管中用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程雌性动物输卵管中体外培养液中①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程②都是有性生殖比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点

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胚胎移植体内受精、转基因、核移植等胚胎移植2.实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。3.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（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（促性腺激素）直接注射性激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。(一般用孕激素或雌激素)着床前冲卵确保供体和受体的生殖器官处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致(放入-196℃的液氮中保存)

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胚胎移植胚胎移植成功与否要有两个条件：胚胎移植一般应在

的雌性供体和受体之间进行。进行胚胎移植的供体和受体的

要相同。同种生理状态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。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胚胎移入的基础胚胎存活的基础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发育的基础胚胎移植的实质体外受精和胚胎移植·判断正误(1)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精()(2)胚胎移植是胚胎工程中的最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，

也可直接移植受精卵()(3)超数排卵需外源促性腺激素()×√×不能直接移植受精卵;使其发育到MⅡ期；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？1978年，科学家将小鼠的桑椹胚一分为二，获得了成功。1979年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割法，并相继得到1/4和1/8分割胚胎后代。我国的胚胎工程专家也进行了分割胚胎移植的实验研究，成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚胎分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。胚胎分割技术的发展应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊

采用________将_________切割成___________________等，经移植获得_______________的技术1.概念：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体视显微镜显微操作仪（1）理论基础：细胞的全能性。（2）物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。2.基础：3.繁殖方式：无性繁殖（克隆）4.主要仪器设备：体视显微镜、显微操作仪分割工具:分割针或分割刀来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。胚胎分割5.过程：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胚胎移植盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割已知性别胚胎牛胚胎性别鉴定和分割示意图胚胎分割内细胞团滋养层囊胚腔滋养层细胞①内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。②滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。发育胎盘和胎膜发育胎儿的各种组织胚胎分割分割囊胚期的胚胎做性别鉴定时应选取哪部分细胞进行鉴定？为什么？

进行DNA分析目的：进行性别鉴定目的：进行DNA分析和性别鉴定的目的是什么？人工筛选后代动物的性别，如获得母牛进行产奶。进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；做DNA分析，鉴定性别去向：直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。胚胎分割6.适合分割的胚胎：

发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚7.注意事项：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割8.分割后胚胎去向：直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体

注意：桑葚胚尚未出现细胞分化，具有全能性；囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性均等分割的原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育胚胎分割

若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。胚胎分割不是分割份数越多？分割的份数越多，技术难度会越大，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。9.胚胎分割的优点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10.胚胎移植的局限性

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。胚胎分割如果你是良种牲畜培育专家，想大量获得良种牛，有哪些办法？动物细胞核移植体外受精（试管牛）胚胎分割胚胎移植人工受精社会应用利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？不一样核移植——无性生殖;体外受精——有性生殖;胚胎分割——无性生殖学以致用①试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。②试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。③试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。④试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自供核亲本一个个体。⑤试管动物和克隆动物的发育起点不同：前者的发育起点是受精卵，后者的发育起点是经过核移植后的重组细胞。⑥获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。克隆动物和试管动物的异同课堂拓展胚胎分割·判断正误(1)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植()(2)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割()(3)胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖()×√×囊胚。原肠胚不行。原肠胚已分化出三个胚层，每个胚层细胞的分化方向已确定，只分割出一部分胚层细胞不可能发育为一个完整的幼体练习与应用一、概念检测（P64）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。()×××练习与应用一、概念检测（P64）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。(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?(1)请将图中括号内的内容补充完整。(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?体外胚胎培养胚胎移植。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。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