生物人教版(2019)选择性必修3 2.3.2 胚胎工程技术及其应用（共28张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版(2019)选择性必修3 2.3.2 胚胎工程技术及其应用（共28张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-03 23:55:17 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
2.3.2 胚胎工程技术及其应用
手术法移胚
胚胎分割
背景资料1：
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:
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。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
1982年世界首例“试管牛” 犊问世
1、“试管牛”是怎么回事？
2、“试管牛”是应用哪些技术生产的？
背景资料2：
试管动物:
是指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。
个体
精子
卵子
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎发育
胚胎工程技术
（二） 胚胎移植
（三） 胚胎分割
（一） 体外受精
方法 场所 是否培养
小型动物
大型动物
输卵管
卵巢
借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜
否，直接与获能的精子受精
是，需培养至
MⅡ中期
注射促性腺激素
（一） 体外受精
1、卵母细胞的采集和培养
B超活采仪
活体采集的牛卵母细胞
牛卵母细胞
牛卵巢
2、精子的采集和获能
精子在进行体外受精前需要精子获能处理
体外精子获能的方法：
1）培养法:
放入人工配制的获能液中
如：啮齿动物、家兔和猪等
2）化学诱导法:
放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中
如：牛、羊等
获能的精子和培养成熟的卵子，在获能溶液或专用的受精溶液 中完成受精过程。
注意：精子离心处理的目的是，去除精液中的抑制获能的物质。
3、体外受精
（2）胚胎的早期培养
精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？
（二） 胚胎移植
胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同动物胚胎移植时间不同：
牛、羊：
小鼠：
试管婴儿：
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8~16个细胞阶段
注：胚胎发育的主要场所是母体。
（二） 胚胎移植
1、供、受体的选择和处理
2、配种或人工受精
3、胚胎的收集、检查、培养或保存
4、胚胎的移植及移植后的检查等
生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代
（2）实质：
（3）胚胎移植的
基本程序：
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
（1）概念
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
……同期发情处理……
（雌性激素）
超数排卵
（促性腺激素）
手术法
非手术法
优良供体公牛
配种
胚胎移植的犊牛
牛胚胎移植过程示意图：
（4）
优良供体母牛
（遗传性状优良，生产能力强）
健康受体母牛
（有健康体质和正常生殖能力）
思考 讨论 P62
结合图2-23，思考与讨论以下问题。
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？
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
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？
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？
不一定。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。同期发情处理。
基本上不会
保持一致。供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，
遗传物质在孕育过程中不会改变
可以
【归纳总结1】
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；
第二次用于供体的超数排卵。
②该过程中的两次检查
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，
性别取决于公牛提供何种类型的精子。
④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。
胚胎检查
检查胚胎的发育状况，
处于桑椹胚或囊胚时期
手术法移胚
已配种母牛，在右肋部切口，找到非排卵侧子宫角，再把吸有胚胎的注射器或移卵管刺入子宫角前端，注人胚胎；未配母牛在每侧子宫角各注入一个胚胎；然后将子宫复位，缝合切口。
非手术法移胚
在发情后第六至第九天(即胚泡阶段)进行，过早移植会影响受胎率。采用胚胎移植枪和0．25毫升细管移植的效果较好。将细管截去适量，吸入少许保存液，吸一个气泡，然后吸人含胚胎的少许保存液，吸人一个气泡，最后再吸取少许保存液。将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚胎。
胚胎移植
世界首例冷冻胚胎克隆水牛“盼盼” 与“代孕妈妈”
盼盼”在植入娘胎之前，在实验罐度过了2个月的冷冻期。
胚胎冷冻技术的研究成功，可以长时间保存优良品种的遗传资源和濒危物种；突破了时间和地域的限制，便于胚胎运输，大量节省购买种畜的费用。
（5）胚胎移植的主要生理学基础
（1）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。
（2）胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。
（3）无免疫排斥反应。
（4）供体胚胎与受体子宫可建立正常生理和组织联系，
遗传特性不受影响。
受体产下胚胎移植的后代
（6）胚胎移植的优势：
1：可以充分发挥雌性优良个体（胚胎供体）的繁殖潜力。
供体
受体
职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎
职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务
提供胚胎的个体-----优良性状雌性动物
接受胚胎的个体-----一般品种的雌性动物
2：使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍
（7）胚胎移植的意义：
1) 加速育种工作和品种改良；
2) 大量节省购买种畜的费用；
3) 一胎多产；
4) 保存品种资源和濒危物种；
5) 可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，
增加一生繁殖的后代数量。
2022-10-03
总结2：试管动物和克隆动物的比较
试管动物 克隆动物
生殖方式
技术手段
遗传物质
遗传规律
有性生殖
无性生殖
体外受精、动物细胞培养、胚胎移植
核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植
来自两个亲本
主要来自核供体
遵循
不遵循
1、概念:
（三） 胚胎分割
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。
3、特点：
产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
*桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
2、所选时期：
4、操作注意事项：
对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
若不能将内细胞团均等分割，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。
5： 胚胎分割实例
2022-10-03
6.胚胎分割的优点和局限性
（1）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。
（2）胚胎移植的局限性
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。
练习与应用
2022-10-03
1× × ×
2.（1）体外胚胎培养 胚胎移植。（2）可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理，（3）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。
拓展应用
（1）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。
（2）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）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。
复习与提高
1：(1)答案：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。
(2)答案：B淋巴细胞能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。
(3)答案：减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)获能处理。
3（1）答案：诱导细胞融合。
(2)答案：这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4l的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶，该酶能降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平。
(3)答案：“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练，能在10s内完成对卵母细胞的去核操作，能在15s内将体细胞注入去核的卵母细胞，这样迅速的操作大大减少了对卵母细胞的损伤。
2.3.2 胚胎工程技术及其应用
手术法移胚
胚胎分割
背景资料1：
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:
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。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
1982年世界首例“试管牛” 犊问世
1、“试管牛”是怎么回事？
2、“试管牛”是应用哪些技术生产的？
背景资料2：
试管动物:
是指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。
个体
精子
卵子
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎发育
胚胎工程技术
（二） 胚胎移植
（三） 胚胎分割
（一） 体外受精
方法 场所 是否培养
小型动物
大型动物
输卵管
卵巢
借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜
否，直接与获能的精子受精
是，需培养至
MⅡ中期
注射促性腺激素
（一） 体外受精
1、卵母细胞的采集和培养
B超活采仪
活体采集的牛卵母细胞
牛卵母细胞
牛卵巢
2、精子的采集和获能
精子在进行体外受精前需要精子获能处理
体外精子获能的方法：
1）培养法:
放入人工配制的获能液中
如：啮齿动物、家兔和猪等
2）化学诱导法:
放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中
如：牛、羊等
获能的精子和培养成熟的卵子，在获能溶液或专用的受精溶液 中完成受精过程。
注意：精子离心处理的目的是，去除精液中的抑制获能的物质。
3、体外受精
（2）胚胎的早期培养
精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？
（二） 胚胎移植
胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同动物胚胎移植时间不同：
牛、羊：
小鼠：
试管婴儿：
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8~16个细胞阶段
注：胚胎发育的主要场所是母体。
（二） 胚胎移植
1、供、受体的选择和处理
2、配种或人工受精
3、胚胎的收集、检查、培养或保存
4、胚胎的移植及移植后的检查等
生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代
（2）实质：
（3）胚胎移植的
基本程序：
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
（1）概念
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
……同期发情处理……
（雌性激素）
超数排卵
（促性腺激素）
手术法
非手术法
优良供体公牛
配种
胚胎移植的犊牛
牛胚胎移植过程示意图：
（4）
优良供体母牛
（遗传性状优良，生产能力强）
健康受体母牛
（有健康体质和正常生殖能力）
思考 讨论 P62
结合图2-23，思考与讨论以下问题。
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？
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
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？
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？
不一定。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。同期发情处理。
基本上不会
保持一致。供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，
遗传物质在孕育过程中不会改变
可以
【归纳总结1】
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；
第二次用于供体的超数排卵。
②该过程中的两次检查
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，
性别取决于公牛提供何种类型的精子。
④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。
胚胎检查
检查胚胎的发育状况，
处于桑椹胚或囊胚时期
手术法移胚
已配种母牛，在右肋部切口，找到非排卵侧子宫角，再把吸有胚胎的注射器或移卵管刺入子宫角前端，注人胚胎；未配母牛在每侧子宫角各注入一个胚胎；然后将子宫复位，缝合切口。
非手术法移胚
在发情后第六至第九天(即胚泡阶段)进行，过早移植会影响受胎率。采用胚胎移植枪和0．25毫升细管移植的效果较好。将细管截去适量，吸入少许保存液，吸一个气泡，然后吸人含胚胎的少许保存液，吸人一个气泡，最后再吸取少许保存液。将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚胎。
胚胎移植
世界首例冷冻胚胎克隆水牛“盼盼” 与“代孕妈妈”
盼盼”在植入娘胎之前，在实验罐度过了2个月的冷冻期。
胚胎冷冻技术的研究成功，可以长时间保存优良品种的遗传资源和濒危物种；突破了时间和地域的限制，便于胚胎运输，大量节省购买种畜的费用。
（5）胚胎移植的主要生理学基础
（1）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。
（2）胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。
（3）无免疫排斥反应。
（4）供体胚胎与受体子宫可建立正常生理和组织联系，
遗传特性不受影响。
受体产下胚胎移植的后代
（6）胚胎移植的优势：
1：可以充分发挥雌性优良个体（胚胎供体）的繁殖潜力。
供体
受体
职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎
职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务
提供胚胎的个体-----优良性状雌性动物
接受胚胎的个体-----一般品种的雌性动物
2：使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍
（7）胚胎移植的意义：
1) 加速育种工作和品种改良；
2) 大量节省购买种畜的费用；
3) 一胎多产；
4) 保存品种资源和濒危物种；
5) 可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，
增加一生繁殖的后代数量。
2022-10-03
总结2：试管动物和克隆动物的比较
试管动物 克隆动物
生殖方式
技术手段
遗传物质
遗传规律
有性生殖
无性生殖
体外受精、动物细胞培养、胚胎移植
核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植
来自两个亲本
主要来自核供体
遵循
不遵循
1、概念:
（三） 胚胎分割
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。
3、特点：
产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
*桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性
2、所选时期：
4、操作注意事项：
对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
若不能将内细胞团均等分割，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。
5： 胚胎分割实例
2022-10-03
6.胚胎分割的优点和局限性
（1）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。
（2）胚胎移植的局限性
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。
练习与应用
2022-10-03
1× × ×
2.（1）体外胚胎培养 胚胎移植。（2）可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理，（3）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。
拓展应用
（1）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。
（2）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）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。
复习与提高
1：(1)答案：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。
(2)答案：B淋巴细胞能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。
(3)答案：减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)获能处理。
3（1）答案：诱导细胞融合。
(2)答案：这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4l的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶，该酶能降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平。
(3)答案：“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练，能在10s内完成对卵母细胞的去核操作，能在15s内将体细胞注入去核的卵母细胞，这样迅速的操作大大减少了对卵母细胞的损伤。