2.3.2+胚胎工程技术及其应用高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章细胞工程第3节胚胎工程（二）胚胎工程技术及其应用胚胎工程技术体外受精胚胎移植胚胎分割试管动物切割胚胎胚胎移植到受体母牛借助这些技术，可以进一步挖掘动物的繁殖潜力一、体外受精1.试管动物(1)概念：是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。(2)涉及的胚胎工程技术：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植受体(♀)(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动物体外受精(3)生殖方式：有性生殖一、体外受精1.试管动物(4)试管动物(婴儿)

VS克隆动物早期胚胎培养体外受精受精卵胚胎移植动物细胞核移植重组细胞试管动物克隆动物比较项目试管动物(婴儿)克隆动物技术基础生殖方式核遗传物质来源早期胚胎培养、胚胎移植体外受精动物细胞核移植有性生殖无性生殖亲本双方供核方试管动物≠克隆动物哺乳动物体外受精过程示意图一、体外受精2.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期卵母细胞获能精子精子离心处理新鲜或解冻的精液体外受精受精卵培养卵母细胞的采集精子的获取获能处理成熟培养去除精浆，以利于精子获能在获能液或受精溶液中完成发育培养液一、体外受精3.卵母细胞的采集方法方法采集过程是否体外培养实验动物和小型动物利用

促使雌性动物排出更多的成熟卵子，从输卵管中冲取卵子。大型动物从

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

卵巢中吸取卵母细胞。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否，直接与获能的精子受精是，需培养至MⅡ中期促性腺激素已屠宰活体动物一、体外受精4.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课堂小测1、下列关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是（）A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤B.一般常采用的采卵方法是从活体动物卵巢中吸取卵母细胞和化学诱导法C.采集的精子应立即与卵细胞共同放入专用的受精溶液才能完成受精D.体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，该培养液的成分中不含血清A课堂小测2、如图是利用体外受精技术培育试管动物的大致过程，下列叙述错误的是（）A.精子需要获能后才能进行受精作用B.受精必须在专用的受精溶液中完成C.体外培养受精卵时，提供CO2气体以维持培养液的pHD.进行早期胚胎培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力B二、胚胎移植1.概念将通过体外受精及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，使之继续发育为新个体的技术。供体：提供胚胎受体：接受胚胎胚胎移植（遗传性状优良、生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）2.实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移体内受精、转入目的基因的受精卵、动物细胞核移植技术等“借一般动物之腹怀优秀个体之胎”二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(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？不一定优良公牛需要移植到与供体是同一物种的、相同生理状态的其他雌性动物受体子宫内胚胎移植成功与否的关键二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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进行同期发情处理(2)在胚胎移植前应该对供体和受体进行怎样的处理？(3)同期发情处理的方法？注射孕激素或雌激素进行同期发情处理超数排卵处理二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(4)如何获得更多卵子？优良公牛(5)超数排卵的方法？超数排卵处理给供体注射促性腺激素（多肽）不能饲喂使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到几十倍的成熟卵子二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(6)该过程为体内受精还是体外受精？优良公牛(7)收集胚胎的时期状态？早期胚胎形成后，一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态体内受精发情配种或人工授精收集胚胎并检查二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理收集胚胎并检查发情配种或人工授精移植胚胎收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(8)胚胎保存的方法？优良公牛(9)检查胚胎发育到什么阶段可以进行胚胎移植？放入-196℃的液氮中桑葚胚或囊胚期二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(10)受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？优良公牛(11)“第二次检查”是检查什么？基本上不会胚胎存活的基础对受体进行妊娠检查对受体母体进行是否妊娠的检查。移植胚胎二、胚胎移植3.过程优良供体母牛受体母牛进行同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查受体发情移植胚胎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(12)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？优良公牛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。二、胚胎移植4.意义供体受体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。（负责产生具有优良遗传特性的胚胎）（负责繁重而漫长的妊娠和育仔任务）②胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，在胚胎工程中通过任何一项技术获得的胚胎，最后都必须移植给受体才能获得后代。课堂小测3、荷斯坦奶牛属于单胎动物，具有产乳量大、乳汁好等优点，育种工作者想通过胚胎工程技术对其进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是（）A.给供体母牛注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质C.当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D.奶牛的胚胎形成后一直处于游离状态，这为胚胎收集提供了可能A课堂小测4、为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息判断下列说法错误的是（）A.试管牛和克隆牛都是通过无性繁殖获得的B.促进B牛多排卵的激素可能是促性腺激素C.产生F牛的理论依据是动物细胞核的全能性D.E牛和F牛的培育过程中均用到早期胚胎培养和胚胎移植技术A三、胚胎分割早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，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。应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊思考三、胚胎分割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.理论依据早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性在显微镜下切割胚胎3.特点来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可产生遗传性状相同的后代。可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一三、胚胎分割4.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）三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程(1)选材：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(2)分割：将它移入盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀分割。三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程(1)选材：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(2)分割：注：①在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程(1)选材：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(2)分割：注：②对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程(1)选材：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(2)分割：注：③分割份数不能过多。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越大，移植成功率越低。三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程(3)移植：分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。做性别鉴定时应选取哪部分细胞进行鉴定？三、胚胎分割内细胞团滋养层透明带囊胚腔分割针取样滋养层二分胚内细胞团分割针胚胎移植做DNA分析，鉴定性别5.过程滋养层细胞做DNA分析目的：进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病三、胚胎分割6.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。①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。三、胚胎分割7.局限性应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊②存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题。课堂小测5、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，如图为经体外受精和胚胎分割、胚胎移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是（）A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子进行获能处理B.受体母牛必须和供体牛属于同一物种，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎通常不发生排斥反应C.胚胎分割时只能用分割针在显微镜下将胚