胚胎工程课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。工程实质理论基础胚胎工程技术手段操作对象第1课时

胚胎工程的理论基础受精早期胚胎发育401指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。1.概念：3.过程:2.场所：输卵管一、受精体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能受精前的准备阶段受精阶段准备阶段Ⅰ——精子获能准备阶段Ⅱ——卵子的准备精子获能的方法：①直接利用雌性动物的生殖道②培养在人工配制的获能液牛猪绵羊马成熟精子和几种主要家畜的精子示意图头颈线粒体鞘尾（精子大小与动物体型大小无关）

刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在

发生

后，才能获得

，这一生理现象称为“精子获能”。雌性动物的生殖道受精能力注意：让精子获得受精能力而不是获得能量相应的生理变化常见有效成分有肝素、Ca2+载体一、受精

准备阶段Ⅰ——精子获能1卵子一般在排出______后才能被精子穿入。2-3h马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞马、犬排卵猪、羊排卵发育一、受精准备阶段Ⅱ——卵子的准备2不同动物排出的卵子成熟度不同01精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）精子接触卵细胞膜精子释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构透明带反应

精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。透明带反应：精子入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核。卵细胞膜反应

精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。卵细胞膜反应：防止多精入卵的两个屏障一、受精3.受精阶段:?01精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）精子接触卵细胞膜精子顶体释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构透明带反应精子入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核。卵细胞膜反应防止多精入卵的两个屏障一、受精3.受精阶段:?雌、雄原核靠近核膜消失，形成合子第一次卵裂即将开始受精的标志：雌雄原核融合，形成合子受精完成的标志：雌、雄原核两个极体准备阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备精子穿越卵细胞膜外的结构透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障)精子接触卵细胞膜精子入卵(进入卵细胞膜)卵细胞膜反应(阻止多精入卵的第二道屏障)雄、雌原核形成雌、雄原核融合形成合子受精阶段(受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核)(受精完成的标志)雌性动物生殖道人工配制的获能液在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，小结：受精作用二、胚胎早期发育胚胎早期发育：①受精卵②桑葚胚③囊胚①受精卵②桑葚胚卵裂概念：胚胎发育早期，

有一段时间是在

内进行分裂，

细胞数量

，但胚胎总体积

，

这种受精卵的早期分裂称为卵裂。分裂方式：

。透明带不断增加并不增加有丝分裂场所：输卵管和子宫二、胚胎早期发育胚胎早期发育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的

，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于

。细胞团胚胎干细胞二、胚胎早期发育胚胎早期发育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：①胚胎进一步发育，细胞逐渐

。②聚集在胚胎一端的细胞形成

，

将来发育成

。③沿透明带内壁扩展和排列是

，

将来发育成

。④胚胎的内部出现了含有液体的腔——

。这个时期的胚胎叫作囊胚。

分化内细胞团胎儿的各种组织滋养层细胞胎膜和胎盘囊胚腔二、胚胎早期发育胚胎早期发育：①受精卵②桑葚胚③囊胚囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。注：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。扩展：原肠胚概念：囊胚

后，将发育形成原肠胚；结构：

外胚层内胚层中胚层注：原肠胚不属于早期胚胎。孵化原肠胚二、胚胎早期发育胚胎发育的场所受精卵。胚胎发育的起点是什么？胚胎发育的场所在哪？思考输卵管和子宫。思考·讨论不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间动物种类受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚时间/天发育阶段小鼠24～3838～5050～6060～7068～803桑葚胚绵羊36～38424867～72963～416细胞猪21～5151～6666～7290～110110～1142～2.54～6细胞马2430～3650～607298～1066囊胚牛27～4244～6546～9096～120120～1444～58～16细胞注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。练习与应用·书本P591.判断下列有关哺乳动物的表述是否正确。⑴在自然条件下，受精在子宫中完成。（）⑵精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。（）⑶精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（）2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（）A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加×√×A输卵管在输卵管中成熟囊胚-囊胚腔，×；第2课时

胚胎工程技术及其应用体外受精胚胎移植胚胎分割精子的获取一、体外受精1.过程：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去除精清，以利于精子获能目的在专用培养液中完成受精过程采集培养卵母细胞的采集一、体外受精①提高动物的繁殖能力②为胚胎移植提供可用的胚胎3.比较自然受精、人工授精和体外受精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2.体外受精技术的意义中国首例试管婴儿体外受精早期胚胎培养胚胎

移植精子卵子受精卵早期胚胎受体(代孕母体)试管动物体外受精与试管婴儿扩展：克隆牛VS试管牛克隆牛：试管牛：早期胚胎动物细胞核移植体外受精重构胚受精卵胚胎移植试管动物克隆动物发育起点生殖方式技术手段核遗传物质核遗传规律受精卵重构胚有性生殖无性生殖体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植动物细胞核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植来自父本、母本来自核供体遵循孟德尔遗传规律不遵循孟德尔遗传规律供体和受体:供体：受体：1.概念：提供胚胎的个体遗传性状

，生产能力

。产生具有优良遗传特性的胚胎选择标准：职能：接受胚胎的个体有健康体质和正常繁殖能力承担繁重而漫长的

和

任务选择标准：职能：2.胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。

指将通过

得到的胚胎，移植到

、

的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。体外受精及其他方式同种的生理状态相同优良强妊娠育仔二、胚胎移植（遗传性状优良，生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精优良公牛3.胚胎移植的过程：外源促性腺激素处理注射雌激素或孕激素目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。保证胚胎在移植前后处于相同的生理环境用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精。二、胚胎移植收集胚胎并检查冲卵目的：从输卵管或子宫角排出早期胚胎（早期胚胎处于游离状态，容易收集）（遗传性状优良，生产能力强）优良供体母牛受体母牛受体发情同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精胚胎移植收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代正常繁殖或两三个月后进行另一次移植优良公牛（有健康体质和正常繁殖能力）冲卵不同动物胚胎移植时间不同每次处理一头奶牛收集到的胚胎，经移植可产生3-4头犊牛，每年可处理4-5次。产下的子代性状取决于所用父本和供体桑葚胚或囊胚阶段3.胚胎移植的过程：二、胚胎移植注意:（遗传性状优良，生产能力强）供体母牛（有健康体质和正常繁殖能力）受体母牛多种激素同期发情处理促性腺激素超数排卵供体公牛发情配种或人工受精收集胚胎并检查胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）②胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。1.该过程中两次使用激素：第一次对受、供体进行同期发情处理（雌激素或孕激素）；2.该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；3.胚胎移植成功与否要有两个条件：①一般在同种雌性供体和受体之间进行。第二次用于供体的超数排卵（促性腺激素）第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。二、胚胎移植1.将胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？2.需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？3.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？4、经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？同期发情处理不能，需要移植到同种的、生理状态相同的受体体内。基本不会和供体保持一致二、胚胎移植思考:4.胚胎移植的意义：①充分发挥雌性优良个体的

。②大大缩短了

本身的繁殖周期。③对供体施行

处理后，增加供体一生繁殖后代的数量。供体：提供胚胎的个体遗传性状优良，生产能力强产生具有优良遗传特性的胚胎选择标准：职能：受体：接受胚胎的个体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选择标准：职能：

胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节5.地位：繁殖潜力供体超数排卵二、胚胎移植1.概念特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。理论基础：显微操作仪体视显微镜2.设备分割刀

指采用机械方法（切割针、切割刀）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。

分割针动物胚胎细胞的全能性。三、胚胎分割3.过程：囊胚(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。胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等。三、胚胎分割①促进优良动物品种的

。③在胚胎移植前，进行

等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。②产生的遗传性状

的后代繁殖相同性别鉴定、遗传病筛查4.胚胎分割的意义三、胚胎分割

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。5.胚胎分割的局限性三、胚胎分割胚胎分割·判断正误P47(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。3．胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述正确的

是()①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎A．①② B．②③ C．①③④ D．①