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3-1

胚胎工程技术主要包括哪些内容？它们的原理分别是什么？胚胎工程在生产实践中有哪些应用？胚胎工程技术及其应用Embryoengineeringtechnologyanditsapplication00胚胎工程技术及其应用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。涉及的胚胎工程技术：体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植CONTENTS目录体外受精Invitrofertilization01胚胎移植Embryotransfer02胚胎分割Embryosegmentation03习题巩固Exercisestoconsolidate04体外受精InvitrofertilizationPART01

Invitrofertilization01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雌性哺乳动物雄性哺乳动物精子获能的精子获能处理精子的获取卵母细胞成熟卵母细胞成熟培养卵母细胞的采集体外受精受精卵

Invitrofertilization01体外受精卵巢MⅡ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卵母细胞的采集并培养

精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能。

Invitrofertilization——Collectionofoocytes01体外受精——卵母细胞的采集（1）输卵管采卵(冲取卵子)

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。适合实验动物(兔、鼠)以及家畜猪、羊等。（2）屠宰动物的卵巢采卵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。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。（3）活体采卵(卵巢中)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。适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。

Invitrofertilization01体外受精

一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。

Invitrofertilization01体外受精2.意义提高动物繁殖能力的有效措施为胚胎移植提供可用的胚胎胚胎移植EmbryotransferPART02Embryotransfer02胚胎移植1.概念指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到

、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。同种的供体受体移植条件实质地位供体与受体为同种且生理状态相同早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移提供胚胎的个体接受胚胎的个体胚胎工程的最后一道“工序”转基因、核移植等Embryotransfer02胚胎移植2.过程对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理对供体母畜进行超数排卵配种或人工受精收集胚胎对胚胎检查、培养或保存胚胎移植对受体母畜进行妊娠检查产生具有优良性状的后代Embryotransfer02胚胎移植优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)受体母牛(有健康的体质和正常繁殖能力)进行同期发情处理1.什么是同期发情处理？利用某些激素（一般用孕激素）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。Embryotransfer02胚胎移植优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)受体母牛(有健康的体质和正常繁殖能力)进行同期发情处理2.同期发情处理的目的是什么？

使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。Embryotransfer02胚胎移植优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)对供体母牛进行超数排卵处理3.超数排卵的目的是什么？使一头母畜一次排出比自然情况下多许多的成熟卵子，用于配种或者人工授精，可获得多枚胚胎，经胚胎移植可得到多个后代。4.如何进行超数排卵？用外源促性腺激素处理供体母牛，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。Embryotransfer02胚胎移植优良公牛优良供体母牛(遗传性状优良、生产能力强)超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植受体母牛(有健康的体质和正常繁殖能力)进行同期发情处理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Embryotransfer02胚胎移植对胚胎检查、培养或保存收集胚胎后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚阶段。若没有发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎的培养。将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。胚胎冷冻保存Physiologicalbasisofembryotransfer02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?不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为供体的胚胎移人受体提供相同的生理环境。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理学基础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会发生免疫排斥反应。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。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理学基础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、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并能续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理学基础胚胎移入的基础胚胎收集的基础移入胚胎存活的基础保留胚胎遗传特性基础排卵后，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。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，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，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。Embryotransfer02胚胎移植3.意义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。a.缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植

可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代b.可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，

迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。4.地位胚胎工程的最终技术环节02课堂小结

Briefsummary胚胎的来源生殖方式核移植无性生殖体外受精有性生殖体内受精有性生殖1.胚胎移植的来源及生殖方式胚胎移植2.胚胎移植过程中的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3.胚胎移植是试管婴儿的关键步骤胚胎分割EmbryosegmentationPART0303胚胎分割

Embryosegmentation1.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。①理论依据②特点早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。

后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。③主要仪器设备体视显微镜和显微操作仪03胚胎分割

Embryosegmentation2.操作程序对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。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。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。03胚胎分割

Embryosegmentation做DNA分析鉴定性别03胚胎分割

Embryosegmentation做DNA分析鉴定性别进行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。2.为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？①避免损伤内细胞团；②滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，

含有相同的遗传物质。03胚胎分割

Embryosegmentation3.意义a.提高胚胎利用率，促进优良动物品种的繁殖。b.产生遗传性状相同的后代，作为遗传学研究的宝贵材料。c.胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查，对于人工控制动物性别，繁育健康动物后代具有重要意义。03胚胎分割

Embryosegmentation4.注意事项1.胚胎分割份数不能过多。分割的次数越多，每一份的细胞数目越少，不但难以做到均等分割，而且囊胚期的内细胞团细胞所受的影响也越大。分割的份数越多，技术难度越大，移植后的和发育的难度越大，分割后胚胎成活的概率越小。2.同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合属于无性繁殖或克隆。03胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同

Similaritiesanddifferencesbetweenembryogeneticanimalsandsomaticnuclearclones项目胚胎分割动物体细胞核克隆动物相同点都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植不同点胚胎的来源雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎通过核移植技术获得的重组胚胎遗传物质胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供起点经过受精作用或其他方式形成的一个细胞经过核移植技术形成的一个细胞03课堂小结

Briefsummary胚胎工程技术及其应用体外受精胚胎分割步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精胚胎分割的概念：对早期胚胎切割胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎胚胎分割的意义胚胎移植胚胎移植的步骤胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义习题巩固ExercisestoconsolidatePART0404习题巩固

Exercisestoconsolidate1.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。（）

×××04习题巩固

Exercisestoconsolidate2.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。雌性杜泊羊雄性杜泊羊卵母细胞精子采集采集受精卵体外受精早期胚胎当地普通绵阳杜泊羊分娩（）（）体外胚胎培养胚胎移植04习题巩固

Exercisestoconsolidate（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。04习题巩固

Exercisestoconsolidate3.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。04习题巩固

Exercisestoconsolidate(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？这样人工繁育的种群与野生种群相比，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成员，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。04习题巩固

Exercisestoconsolidate1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。ABC04习题巩固

Exercisestoconsolidate(1)如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体，则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜-甘蓝”？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？植物组织培养技术。白菜和甘蓝杂交产生的子代没有同源染色体，进行减数分裂时联会发生紊乱，不能形成正常的配子，所以该子代一般不可育。04习题巩固

Exercisestoconsolidate(2)若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？

B淋巴细胞。

能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。(3)如果A、B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？

减数分裂Ⅱ中期；获能处理。04习题巩固

Exercisestoconsolidate2.2015年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素类药物的市场需求很大，请你根据所学内容及以下信息，提出一条提高青蒿素类药物产量的研究思路。（1）青蒿素的衍生物——双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青蒿素的高很多；（2）青蒿素是从黄花蒿中提取的，在黄花蒿产生青蒿素的代谢过程中，某些酶（如FPS酶）起决定性作用；04习题巩固

Exercisestoconsolidate（3）野生黄花蒿在生长过程中，处于花蕾期时体内青蒿素含量最高；（4）研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；（5）四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%，但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。04习题巩固

Exercisestoconsolidate

用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物，利用微生物合成青蒿素。用植物组织培养技术，将外植体脱分化形成愈伤组织，再诱导愈伤组织再分化成胚状体，获取青蒿素。将FPS酶基因作为目的基因插入农杆菌T-DNA中，用农杆菌转化法导入青蒿素细胞，整合到青蒿素染色体DNA上，再利用植物组织培养获得FPS酶基因表达能力强、青蒿素产量高的品种。用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体，获取青蒿素。或采用其他合理方法。04习题巩固

Exercisestoconsolidate3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复实验，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。04习题巩固

Exercisestoconsolidate胎猴体细胞取出母猴采集卵母细胞去核去核卵母细胞Kdm4d的mRNA重构胚克隆小猴代孕母猴TSA生出胚胎移植注入处理用灭活的仙台病毒短暂处理融合培养04习题巩固

Exercisestoconsolidate（1）研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起作用是什么？诱导细胞融合（2）为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同