2.3.2胚胎工程技术及其应用课件（31张ppt）-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三

(共31张PPT)
第3节 胚胎工程
二 胚胎工程技术及其应用
第2章 细胞工程
本节聚焦
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？
2.胚胎工程在生产实践中有哪些应用？
“试管婴儿”并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几个卵子，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在妈妈的子宫内着床，妊娠。世界上第一个“试管婴儿”路易丝·布朗是伴随体外授精技术的发展而来的，最初由英国产科医生帕特里克·斯特普托和生理学家罗伯特·爱德华兹合作研究成功。“试管婴儿”一诞生就引起了世界科学界的轰动，甚至被称为人类生殖技术的一大创举，也为治疗不孕不育症开辟了新的途径。罗伯特·爱德华兹因此获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。
试管婴儿
一、体外受精
1.体外受精的具体步骤：
（1)卵母细胞的采集和培养
①对小型实验动物：超数排卵处理法。
②对大家畜或大型动物：活体采卵法、从屠宰母畜的卵巢中采集。
③采集的卵母细胞需培养成熟后才能与获能的精子受精。
（2)精子的采集和获能
精子的采集和获能的不同：①过程本质不相同。精子的采集是指人为地使动物的精子从体内射出并收集，精子的获能是将收集后的精子进行人工处理，使其获得受精能力。
②操作方法不同。采集的方法可以是机械的，但获能必须在人工配制的获能液或化学药物中进行。
（3)受精
获能的精子和成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精；受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。
【注意】：体外受精技术并非胚胎自始至终都在体外发育，而是胚胎发育的初期在培养皿和试管中，胚胎发育的绝大多数时间均在母体中
2.体外受精涉及的生殖方式：有性生殖
哺乳动物体外受精过程示意图
思考：
1.卵母细胞的采集方法有哪些？采集的卵子都能直接与获能的精子完成受精作用吗？
①主要方法：用促性腺激素处理，使动物超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子，这样获取的卵子能直接与获能的精子完成体外受精。
②第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。
③第三种方法：直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，叫活体采卵。
【注意】后两种方法采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
我国科学家创造幼龄母畜超数排卵世界新纪录，科学家让一只羔羊在一个半月超数排卵，在1岁时至少得到200只后代
牛活体采卵示意图
活体采集的牛卵母细胞
2.精子的采集方法和常用的精子获能的处理方法有哪些？
①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。
②在体外受精前，精子必须先进行获能处理，方法有：
·培养法：对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子即可获能。
·化学诱导法：对于牛、羊等家畜的精子，将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。
3.胚胎的早期培养
精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力
发育培养液成分
两盐：无机盐、有机盐
两酸：氨基酸、核苷酸
两素：维生素、激素
动物血清
项目 体外受精 人工授精
概念 体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精的过程 人工授精是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程
场所 体外 母畜的生殖道内
过程 卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能 体外受精 人工采精 检查与储存精液 人工授精
胚胎发育场所 受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内 说过了的形成和胚胎发育的场所均为母畜体内
体外受精和人工授精
二、胚胎移植
1.概念：胚胎移植是指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
2.供体：提供胚胎的个体
3.受体：接受胚胎的个体
牛胚胎移植的基本程序
牛胚胎移植示意图
思考：
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？
不能。胚胎移植成功需要的条件：①在同一物种的雌性供体和受体之间进行。②进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同，所以在移植前要对供、受体进行同期发情处理。
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
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？
与供体保持一致。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
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？
胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。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。这样的概括是正确的。
小结：
胚胎移植
两次使用激素
用雌激素对供、受体母牛进行同期发情处理
用促性腺激素使供体母牛超数排卵
两次检查
对收集的胚胎进行质量检查
对受体母牛是否妊娠进行检查
4.胚胎移植的优势：
（1）可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
（2）大大缩短了供体本身的繁殖周期
5.胚胎移植的地位：是胚胎工程的追中技术环节。在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代
思考：
不同的动物胚胎移植的时间相同吗？
当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同的动物胚胎移植的时间不同。如牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段才进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在8～16个细胞阶段移植。
三、胚胎分割
1.胚胎分割的基础：
（1）理论基础：细胞的全能性
（2）物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质
2.胚胎分割的概念：是指才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.胚胎分割的时期：桑椹胚或囊胚
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
4.胚胎分割的生殖方式：无性繁殖
5.胚胎分割的实质：胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一，来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
拓展：
①试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。
②试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。
③试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。
④试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自供核亲本一个个体。
⑤试管动物和克隆动物的发育起点不同：前者的发育起点是受精卵，后者的发育起点是经过核移植后的重组细胞。
⑥获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。
克隆动物和试管动物的异同
课堂练习
D
1.关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是( )
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
D.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
2.如图所示是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行体外受精技术培育试管动物的大致流程。下列说法不正确的是( )
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.获取的精子经过离心处理后，就具备了与卵细胞受精的能力
C.进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力
D.胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚
B
3.下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是( )
A.供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体
B.受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力
C.胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理
D.在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响
4.下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A.移植的胚胎和受体的子宫需要建立遗传联系
B.胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力
C.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同的生理环境条件下空间位置的转移
D.胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎进行切割和移植获得异卵多胎的技术
D
C
5.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的部分步骤。下列叙述正确的是( )
A.A所表示的细胞一定是受精卵细胞
B.图中利用分割针分割胚胎时，须将滋养层均等分割
C.应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术
D
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