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目录 /CONTENTS
体外受精
胚胎移植
胚胎分割
2.3 胚胎工程
第二课时:胚胎工程技术及其应用
1978年世界首例试管婴儿露易丝.布朗1988年中国首例试管婴儿郑萌珠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。体外受精
早期胚胎发育
受体动物
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
试管动物
胚胎移植
体外受精
体外胚胎培养
有性生殖
生殖方式?
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。
1.体外受精技术主要包括哪几个步骤?
2.卵母细胞的培养的目的是什么?
3.离心的目的是什么?
4.精子与卵细胞如何完成体外受精?
5.受精卵如何培养?
阅读P60文字及图2-22,思考以下问题:
一.体外受精卵母细胞的采集精子的获取1.过程:包括、和等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精成熟培养获能处理适当的培养液012、意义:是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一.体外受精目前我国人和牛的体外受精技术已达到国际先进水平! 受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植?
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. 概念:
指将通过 ________ 及 ________ 得到的胚胎,移植到_______、___________的 ____ 动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
体外受精
其他方式
同种的
生理状态相同
雌性
体外受精得到的胚胎
其他方式得到的胚胎
同种的、生理状态相同的雌性动物体内
新个体
移植
发育
2.胚胎来源:
二.胚胎移植
体内受精、转基因、核移植等
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
受体子宫孕育
个体
选择标准:
职能:
有健康体质和正常繁殖能力
承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务
3.供体和受体:
(1)供体:
(2)受体:
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
遗传性状优良,生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准:
职能:
胚胎移植
二.胚胎移植
4.过程:
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
胚胎移植的
基本步骤:
02优良供体母牛优良公牛(遗传性状优良,生产能力强)受体母牛(有健康体质和正常繁殖能力)具有优良性状的后代进行同期发情处理超数排卵处理受体发情发情配种或人工授精移植胚胎收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。(一般用孕激素)(遗传性状优良,生产能力强)二.胚胎移植优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考1.什么是同期发情处理?
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。
思考2.同期发情处理的目的是什么?
使他们的生理环境达到同步或一致,这样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。
二.胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
思考3.如何进行超数排卵?
注射外源促性腺激素
思考4.超数排卵的目的是什么?
诱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。
超数排卵处理
受体发情
直接注射性激素会导致性腺萎缩(负反馈)
二.胚胎移植
小 结
(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)胚胎移植成功与否要有两个条件:
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。
二.胚胎移植
5.实质:
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
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,增加供体一生繁殖后代的数量。
(1)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
(2)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。
胚胎移植是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。
7.地位:
6.意义:
二.胚胎移植
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;
一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内,胚胎才能继续发育
在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理,使供体和受体生殖器的生理变化同步,目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境
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,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发生任何变化
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;
胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境的一致性密切相关,只有供体、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
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?
资料
1. 大多数哺乳动物的早期胚胎都具有发育为完整个体的潜能,即使去掉早期胚胎的一半,剩余的仍可以继续发育为一个完整的胚胎。
2. 1997年,科学家利用绵羊的8细胞胚胎进行分割移植实验,他们把绵羊的8细胞胚胎分成4份,每份2个细胞,然后将分割后的2细胞胚胎重新植入母羊子宫里孕育,母羊产下了4头健康的小羊羔。
显微操作仪
采用___________将____________切割成_______________________等,经移植获得__________________的技术
1.概念:
机械方法
早期胚胎
2等份、4等份或8等份
同卵双胎或多胎
2.理论依据:
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。
体视显微镜和显微操作仪
3.特点:
4.适合分割的胚胎:
5.主要仪器和工具:
体视显微镜
三、胚胎分割
分割针或分割刀
①选择发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚
②分割囊胚时,要将内细胞团均等分割
6.胚胎去向:
直接移植给受体
或经体外培养后,再移植给受体
7.过程:
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
分割针
分割针
做DNA分析,鉴定性别
二分胚
内细胞团
胚胎移植
盛有操作液的培养皿中,在显微镜下分割
已知性别胚胎
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
三、胚胎分割
8.胚胎分割时的注意事项
在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意要将 均等分割。
若分割时不能均等分割,会出现 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。
内细胞团
含内细胞团多
9.意义:
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
10.局限性:
①存在一些问题,如刚出生动物体重偏低,毛色、斑纹可能存在差异等。
②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。
还可用分割针分割滋养层,做DNA分析,鉴定性别。
胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于 或克隆,最终技术是 . 不 同 点 胚胎的 来源 雌性动物的早期胚胎或 及其他方式得到的胚胎 通过 技术获得的重构胚
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 提供
起点 经过 或其他方式形成的一个细胞(受精卵) 经过 技术形成的一个细胞
无性繁殖
胚胎移植
体外受精
核移植
供体细胞核
受精作用
核移植
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
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
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
课堂小结
(1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到卵细胞阶段,才能进行体外受精。( )
解析:从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到M Ⅱ期,才能进行体外受精。
(2)体外受精和核移植都能为胚胎移植提供可用的胚胎。( )
(3)胚胎移植技术中,提供精子的一方为供体,提供卵母细胞的一方为受体。( ) 解析:胚胎移植技术中,提供胚胎的一方为供体,接受胚胎的一方为受体。
(4)胚胎移植时,可以将早期胚胎移植入生理状况相同的异种雌性动物体内。( ) 解析:胚胎移植时,必须将早期胚胎移植入生理状况相同的同种雌性动物体内。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)同一胚胎经分割产生的双胎或多胎,含有相同的遗传物质。( )
(6)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。( )
解析:用于分割的胚胎应是发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(7)对桑葚胚分割移植时,应将内细胞团均等分割。( )
解析:桑葚胚还没有内细胞团和滋养层的分化。
(8)用于分割的胚胎是由体外受精产生的受精卵发育而来,所以胚胎分割技术是一种动物有性生殖的繁殖方法。( )
解析:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(5)分割后的胚胎,不能直接移植给受体,往往需要经过体外培养后才能移植给受体。( )
解析:分割后的胚胎,可以直接移植给受体,或经体外培养后,再移植给受体。
√
×
×
×
×
1. 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。( )
需要分别对采集来的卵母细胞和精子进行成熟培养和获能处理,才能用于体外受精
(2) 经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与受体保持一致。( )
经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与供体保持一致
(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。( )
×
×
一、概念检测
×
练习与应用
受体子宫对移入的胚胎不会发生免疫排斥反应,因此,胚胎移植前不需要对供体和受体进行免疫检查
2. 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。
(1) 请将图中括号内的内容补充完整。
体外胚胎培养 胚胎移植。
一、概念检测
练习与应用
2. 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。
(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?
(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?
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
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。
一、概念检测
练习与应用
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。
提示: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。
二、拓展应用
练习与应用
(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?
提示: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。
二、拓展应用
练习与应用
感谢您的观看
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