生物人教版（2019）选择性必修3 2.3 胚胎工程（共27张ppt）

(共27张PPT)
第2章 细胞工程
生物学选择性必修三《生物技术与工程》
2.3 胚胎工程
4.3 对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体
4.3.1 简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程
4.3.2 简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分制等技术
内容要求——植物细胞工程
胚胎工程（embryo engineering）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。
00
胚胎工程
胚胎工程概念
胚胎工程
理论基础
常用技术及应用
1.体外受精
2.胚胎移植
3.胚胎分割
1.生理学基础
2.步骤
终端环节
终端环节
1.分别采集精子和卵母细胞
2.成熟培养和精子获能
3.在培养液中培养，促使完成受精
定义、选择胚胎和仪器用具、过程、优势和问题
1.受精
2.早期胚胎发育
01
胚胎工程的理论基础
受精
1.受精前的准备
睾丸
曲细精管
1初级精母细胞
精原细胞
精原细胞
2次级精母细胞
4精细胞
4精子
有丝分裂
部分进行染色体复制和其他物质合成
MⅡ分裂
MⅠ分裂
连续
变形
变形
精子的形成过程
01
胚胎工程的理论基础
受精
1.受精前的准备
精子的变形过程
③精子头出现
④细胞质浓缩
①顶体的发生
②尾的发育
⑤精子形成
01
胚胎工程的理论基础
受精
1.受精前的准备
精子的变形过程
1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.内其他物质——
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘膜(尾的基部)
原生质滴(球状,最后脱落)
精子的获能
使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。
01
胚胎工程的理论基础
受精
1.受精前的准备
卵子的形成过程
胚胎在性别分化后开始
01
胚胎工程的理论基础
受精
1.受精前的准备
排卵
卵子的准备：卵巢排出的卵子发育到MⅡ中期
01
胚胎工程的理论基础
受精
2.受精过程
获能精子
雄原核（大）
顶体反应
卵细胞膜反应
透明带反应
受精卵
获能卵子(减II中)
雌原核（小）
受精
顶体反应：精子头部的顶体与卵子相遇时，顶体释放顶体酶，可溶解放射冠和透明带。
透明带反应：一个精子穿过透明带，触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的反应。是防止多个精子入卵的第一道屏障。
卵细胞膜作用：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵的第二道屏障。
精子入卵后形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核
精子穿越细胞膜外的结构
雌、雄原核靠近
核膜消失，第一次卵裂即将开始
01
胚胎工程的理论基础
受精
卵巢
卵原细胞
输卵管
卵泡
胎儿期
卵子
排卵
卵泡细胞
初级卵母细胞
初情期
透明带
卵母细胞
放射冠
受精卵
MI
卵母细胞发育至MII中
受精
卵母细胞完成MII后末期
01
胚胎工程的理论基础
受精
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
01
胚胎工程的理论基础
胚胎早期发育
01
胚胎工程的理论基础
胚胎早期发育
受精卵
桑葚胚
囊胚
原肠胚
卵裂期
外胚层∶原肠胚 表面的细胞层
内胚层∶由原肠胚向内迁移的细胞形成
中胚层∶由一部分细胞在内、外两个胚层之间形成
胚胎发育的起点
细胞分裂方式为有丝分裂,细胞数量增多，胚胎总体积并不增加或略有减小，每个细胞体积变小。
卵裂产生的子细胞形成致密的细胞团，形似桑葚。
内细胞团∶发育成胎儿的各种组织
滋养层∶发育成胎膜和胎盘
　　将体外培养的胚胎移植到子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎：小鼠：　　　；绵羊：16细胞；猪：4～6细胞；马：　　；牛：　　　　　。
桑葚胚
囊胚
8～16细胞
01
胚胎工程的理论基础
胚胎早期发育
02
胚胎工程技术及其应用
试管动物技术
试管动物(试管牛、试管羊)：
它们是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
早期
胚胎发育
受体母牛
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管牛
试管牛与克隆牛有何区别？
02
胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
卵母细胞的采集和培养
精子的采集和获能
受精
获能的精子和培养成熟的卵子在适当的培养液中完成受精作用。
采集到的卵母细胞要培养到MII期才能成熟
采集到的精子要进行获能处理才能受精。
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。
02
胚胎工程技术及其应用
2.胚胎移植
胚胎移植的对象是什么？
为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？
使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
转基因、核移植、体外受精、胚胎分割和人工授精或自然受精等获得的胚胎。
02
胚胎工程技术及其应用
2.胚胎移植
两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？
第一次用孕激素同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。
第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
胚胎移植的优势是什么？
可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
①胚胎移入的基础
②胚胎收集的基础
③移入胚胎存活的基础
④保留胚胎遗传特性 的基础
排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为胚胎移入受体提供了相同的生理环境（同期发情）。
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，处于游离状态，为胚胎收集提供可能（冲卵）。
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。
02
胚胎工程技术及其应用
2.胚胎移植
受体：接受胚胎的个体
供体：提供胚胎的个体
早期胚胎
体外受精
体内受精
核移植
转入目的基因的受精卵
胚胎分割
有性
生殖
无性
生殖
胚胎移植
实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
地位：获得的胚胎都必须移植给受体才能获得后代。
02
胚胎工程技术及其应用
2.胚胎移植
02
胚胎工程技术及其应用
3.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
　　　　　或　　　的技术。
(2)仪器设备：体视显微镜和　　　　　　。
(3)材料：发育良好、形态正常的　　　　　　　　。若分割囊胚阶段的胚胎时，要　　　　　　　　　　。
(4)意义：促进　　　　　　的繁殖，产生的遗传性状　　　的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行　　　　、　　　　　　等，对于人工控制
　　　　、动物繁育健康后代具有重要意义。
同卵双胎
多胎
显微操作仪
桑葚胚或囊胚
将内细胞团均等分割
优良动物品种
相同
性别鉴定
遗传病筛查
动物性别
02
胚胎工程技术及其应用
3.胚胎分割
SRY基因：雄性的性别决定基因，指Y染色体上具体决定生物雄性性别的基因片段。
SRY—PCR胚胎鉴定技术
02
胚胎工程技术及其应用
3.胚胎分割
1.(2020·山东，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
√
03
高考试题
03
高考试题
2.(2020·江苏，23改编)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是
A.为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄
　鼠产生更多的精子
B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
√
03
高考试题
3.(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用___________处理，使其超数排卵，收集并选取处在____时期的卵母细胞用于核移植。
促性腺激素
MⅡ
(2)采集2号猪的组织块，用_______________________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是_________________。
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
维持培养液的pH
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行______。产出的基因编辑猪的性染色体来自于____号猪。
分割
2
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。
①DNA测序　②染色体倍性分析　③体细胞结构分析　④抗原—抗体杂交
①④
03
高考试题