(共35张PPT)
第2课时 胚胎工程技术及应用
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 = 克隆牛
试管动物属于哪种生殖方式?
试管动物技术:
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。
有性生殖
核移植
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
克隆牛
无性生殖
重组细胞
受精卵
试管牛
有性生殖
试管动物技术
比较项目 试管动物(婴儿) 克隆动物
技术基础
生殖类型
后代核遗传物质来源
后代性别
发育起点
遗传规律
体外受精
早期胚胎培养
胚胎移植
动物细胞培养
动物体细胞核移植
胚胎移植
有性生殖
无性生殖
双亲各一半
核供体亲本
雌性或雄性
与核供体相同
受精卵
重组细胞
遵循
不遵循
一、体外受精
哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
卵母细胞的采集
培养
成熟卵母细胞
精子的采集
获能处理
获能的精子
受精
受精卵
1)卵母细胞的采集和培养
2)精子的采集和获能
3)受精
卵巢中采集
体外培养成熟(MⅡ期卵母细胞)
1)卵母细胞的采集和培养
获得的卵子可以直接与获能精子在体外受精吗?
从输卵管中冲取卵子
获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间。
精子获能前应离心处理:
精液由精子和精清两部分组成。精清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,目的是除去精清以利于精子获能。
2)精子的采集和获能
肝素、Ca2+载体
获能液
肝素、Ca2+载体
获能液
肝素、Ca2+载体
获能液
肝素、Ca2+载体
获能液
获能液:肝素、Ca2+载体
3)受精
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。
体外受精技术意义:
以检查受精状况和受精卵的发育能力
以检查受精状况和受精卵的发育能力
以检查受精状况和受精卵的发育能力
检查受精状况和受精卵的发育能力
二.胚胎移植
体外受精
①
早期
胚胎发育
受体母牛
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
②
受精卵
早期胚胎
试管牛
【胚胎移植】是指将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的体内,继续发育为新个体的技术。
受体:接受胚胎的个体
供体:提供胚胎的个体
早期胚胎
有性
生殖
体外受精
体内受精
核移植
转入目的基因的受精卵
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。
胚胎工程的最后一道“工序”
①供体、受体的选择和处理
供体
受体
选择遗传性能和生产性能优秀的个体
选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体
移植的条件:
同种的、生理状态相同的雌性动物体内。
怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致?
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后一致,使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。
指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。
产生具有优良遗传特性的胚胎
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
为胚胎移植前后提供相同的生理环境
目的:
②用激素对供体母牛做超数排卵处理
供体母本用外源促性腺激素处理使之超数排卵
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
③发情配种或进行人工授精
超数排卵的母牛发情后,选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精。
比较自然受精、人工授精和体外受精
归纳概括
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 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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
④收集胚胎
配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫或输卵管内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。
为什么能收集胚胎?
6. 原肠胚
早期胚胎与母体子宫不建立组织上的联系,
处于游离状态。
为什么能收集胚胎?
⑤胚胎的检查
冲卵后,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。
⑥胚胎的保存
将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
⑦胚胎移植
(1)手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。
(2)非手术法:将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。
⑧对受体母牛进行是否妊娠检查
胚胎移植总结
遗传性状优良、生产能力强供体母牛
健康的体质、正常的繁殖能力受体母牛
多种激素同期发情处理
促性腺激素
超数排卵
供体公牛
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
胚胎移植
妊娠检查
分娩(胚胎移植的犊牛)
1. 该过程中两次使用激素:
2. 该过程中的两次检查:
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。
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。
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
3. 胚胎移植成功与否要有两个条件:
思考 讨论
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?
二. 胚胎移植
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
与供体保持一致。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
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
二、胚胎移植
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。
胚胎移植的生理学基础
胚胎移植的意义
充分发挥雌性优良个体(胚胎供体)的繁殖潜力。
二.胚胎移植
(使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍)
供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
在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,这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
牛、羊的胚胎移植在部分地区已进入生产应用阶段,这些成果大大促进了我国畜牧业的发展。
胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节,还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
(1)试管动物的制备属于无性繁殖( )
(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移
( )
(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节,移植的胚胎一般在原肠胚之前,也可直接移植受精卵( )
(4)超数排卵需外源促性腺激素( )
判断正误
×
√
×
√
1.下列有关试管动物的说法,正确的是
A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程
C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子
D.试管动物的繁殖方式为无性生殖
典题应用
及时反馈 知识落实
√
2.(2021·福建福州一中月考)牛胚胎移植的基本程序如图所示,下列说法错误的是
A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎
B.图中a指的是超数排卵,可用激素促进该过程
C.图中c表示胚胎移植
D.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应
√
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力,并保持着细胞全能性,能不能将一个胚胎分割成几份,从而提高胚胎的利用率?
胚胎分割动态演示
三、胚胎分割
1.胚胎分割的概念
指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。
特点:
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。
理论基础:
动物胚胎细胞的全能性。
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
胚胎分割是不是分割的份数越多、效率越高?
2.胚胎分割的主要仪器设备
显微操作仪和体视显微镜
分割刀、分割针
对象:
均分内细胞团
发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
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。
盛有操作液的培养皿中,在显微镜下分割
分割的胚胎细胞需具有全能性
促进优良动物品种的繁殖,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;
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、动物繁育健康后代具有重要意义。
胚胎分割的意义
分割后胚胎去向:
直接移植给受体或经体外培养后,再移植给受体
胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
核心归纳
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
(1)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植( )
(2)对桑葚胚分割移植时,应将内细胞团均等分割( )
(3)胚胎的产生过程一般是有性生殖,但胚胎分割是无性繁殖( )
判断正误
×
×
√
3.胚胎分割技术是一种现代生物技术,下列关于这一技术的叙述中正确的是
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份 ②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 ③胚胎分割技术属于无性繁殖,因此属于克隆 ④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③④
典题应用
及时反馈 知识落实
√
4.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是
A.甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞
B.图中a过程包括桑葚胚、囊胚和原肠胚等阶段
C.胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状
D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术
√