胚胎工程技术及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章第3节----

从社会中来国产奶

牛：年均产奶量3000公斤左右国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右我国蒙古黄牛：均重300kg海福特肉用牛：2岁体重可达800kg荷斯坦牛新疆褐牛1、引进一头良种成年奶牛需3万---5万元2、一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。实际问题:【资料】牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml，精子数50亿。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。那如何实现良种牛快速繁殖呢?试管动物：是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。精子卵子受精卵早期胚胎子宫个体体外受精早期胚胎发育胚胎移植有性生殖生殖方式？注意：试管动物≠克隆动物

从社会中来一、体外受精阅读P60文字及图2-22，思考以下问题：1.体外受精技术主要包括哪几个步骤？2.卵母细胞的培养的目的是什么？3.离心的目的是什么？4.精子与卵细胞如何完成体外受精？5.受精卵如何培养？卵巢MII期卵母细胞卵母细胞的采集新鲜或解冻的精液获能精子精子离心处理精子的获取受精卵培养体外受精置于适当的培养液共同培养1.过程：包括

、

和

等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精目的精子离心处理的目的是，去除精液中的抑制获能的物质。一、体外受精2.意义：提高动物繁育能力，为胚胎移植提供可用胚胎。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)都是有性生殖一、体外受精二、胚胎移植

受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？不同动物胚胎移植时间不同：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个细胞阶段供体：提供胚胎受体：接受胚胎胚胎移植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。【选择标准】遗传性状优良，生产能力强有健康体质和正常繁殖能力转基因、核移植等2.实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移二、胚胎移植优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵受体发情

利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。

保证供体和受体生殖器官的生理变化同步，为胚胎移植提供相同的生理环境。问题1:什么是同期发情处理？问题2:同期发情处理的目的是什么?任务：构建“试管牛”的流程：问题3：要采集供体母牛的卵母细胞，需要对供体母牛做什么处理？超数排卵：（1）目的：获得更多的卵母细胞

（2）方法：促性腺激素二、胚胎移植优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵受体发情

冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。问题4：提供精子的公牛如何选择？问题5：如何收集胚胎？任务：构建“试管牛”的流程：二、胚胎移植发情配种或人工授精体内受精人工授精配种(自然受精)优良公牛收集胚胎并检查优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵受体发情问题6：胚胎移植前检查的目的？问题7：发育到什么阶段的胚胎适合移植？任务：构建“试管牛”的流程：二、胚胎移植发情配种或人工授精收集胚胎并检查检查胚胎的质量胚胎移植桑葚胚或囊胚注：胚胎冷冻保存(-196℃，液氮中）对受体进行妊娠检查胚胎移植成功与否要有两个条件：

①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。

②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。总结胚胎移植过程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受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供体、受体的选择和处理配种或进行人工授精胚胎的收集胚胎的检查培养或保存胚胎的移植移植后的检查思考·讨论胚胎移植的生理学基础生理学基础意义为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境提供胚胎收集的基础提供移入胚胎存活的基础提供保留遗传特性的基础哺乳动物同期发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响供体职能产生具有优良遗传特性的胚胎3、意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,

增加一生繁殖后代数量。承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务受体职能对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代4、地位：胚胎工程的最终技术环节。二、胚胎移植思考：你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？内细胞团内细胞团分开，形成一模一样的双胞胎同卵双胞胎的形成示意图三、胚胎分割任务：请同学们自主阅读教材P62-63，回答以下问题：胚胎分割概念，需要什么设备？胚胎分割的理论依据是什么、特点、对象？胚胎分割有什么应用？什么时期的胚胎适合分割，分割时需要注意什么？胚胎分割的有哪些优点和不足？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。三、胚胎分割2.理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性3.产生后代的特点:后代具有相同的遗传物质4.繁殖方式：5.主要仪器：

体视显微镜、显微操作仪无性繁殖（克隆）三、胚胎分割体视显微镜，亦称实体显微镜，是从不同角度观察物体，使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作，直接放入镜头下配合照明即可观察，像是直立的，便于操作和解剖。显微操作仪指用显微镜附加细微操纵装置所组成的显微手术器械。6.注意事项：7.胚胎去向：①选择发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚②分割囊胚时，要将内细胞团均等分割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8.过程：囊胚腔透明带滋养层内细胞团胚胎移植盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割分割针二分胚内细胞团分割针做DNA分析、性别鉴定牛胚胎性别鉴定和分割示意图三、胚胎分割进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。细胞团均等分割：若没有均等分割，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。直接移植胚胎给受体或体外培养到囊胚阶段再移植7.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8.胚胎分割的局限性实践证明，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。三、胚胎分割【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，苴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。（

）×××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。(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？可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。(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？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。体外胚胎培养胚胎移植【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。【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