【微课第十期】选修3专题3 胚胎工程（课时范围：3.2-3.3）（老久讲生物-47张ppt）课件
文档属性
| 名称 | 【微课第十期】选修3专题3 胚胎工程（课时范围：3.2-3.3）（老久讲生物-47张ppt）课件 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2019-01-27 11:57:24 | ||
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文档简介
专题3 胚胎工程
3.1 体内受精和早期胚胎发育
3.2 体外受精和早期胚胎培养
3.3 胚胎工程的应用和前景
3.2 体外受精和早期胚胎培养
1978年7月25日世界首例试管婴儿
1988年3月10日我国首例试管婴儿
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
试管动物技术：
通过 使卵子和精子在
下成熟和受精，并通过培养发育成 后，再经移植产生后代的技术。
体外条件
人工操作
早期胚胎
试管动物技术过程：
第一步：体外受精
第二步：胚胎的早期培养
第三步：胚胎移植
国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元；
牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能生育四五次。
牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右；
公牛产生的精子数目就更多了。
试管牛
主要包括 、 和
等几个主要步骤 。
概念：采取雌性动物的 和雄性动物的 ，使其在 中受精。
二、体外受精
卵细胞
精子
试管
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
1.卵母细胞的采集和培养
①实验动物卵子的采集：___________
②从已屠宰母畜的 中采集卵母细胞，
③也可以借助 、 或
等工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出。
促性腺激素
卵巢
超声波(B超)探测仪
内窥镜
腹腔镜
（1）卵母细胞的采集
牛卵巢
B超活采仪
活体采集的牛卵母细胞
采集的卵母细胞，都要在体外进行人工培养，使其成熟后，才能与获能的精子受精。
(2)卵母细胞的培养
CO2培养箱
减数第二次分裂中期
2.精子的收集和获能
假阴道法
手握法
电刺激法
（1）精子的收集
培养法：把精子放入获能培养液中。
（啮齿动物、家兔和猪）
化学法：把精子放入一定浓度肝素或钙离子载体A23187等溶液中。
（牛、羊）
（2）精子的获能
3.受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在 或
中完成受精过程。
获能溶液
专用受精溶液
二、胚胎的早期培养
1、概念：是应用人工创造条件，对获取的
进行体外培养。
2、培养液成分：水、无机盐、糖类、维生
素、氨基酸、激素、核苷酸、血清等。
3、技术：早期胚胎培养 （发育培养液）
早期胚胎
4、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：桑椹胚或囊胚阶段
小鼠、家兔：卵裂期或囊胚阶段
试管婴儿：8个或16个细胞阶段
体外受精胚胎的工厂化生产流程
1982年世界首例试管牛犊问世
实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是
和 的培养。
早期胚胎
体外受精
胚胎移植
采集良种母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
体外受精
良种牛体外受精胚胎
受体牛
良种犊牛
“试管牛”工厂化生产的技术流程图
早期胚胎培养
3.3 胚胎工程的应用及前景
一、 胚胎移植技术
二、胚胎分割技术
一、胚胎移植
1.概念:
将雌性动物的 ，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到 的、 的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
同种
生理状态相同
早期胚胎
提供胚胎的叫“供体”
接受胚胎的个体叫“受体”
胚胎移植技术仅限于哺乳动物
加速品种改良。
发挥雌雄优良个体的繁殖潜力
2.胚胎移植意义
不受时间地域限制，节省购买种畜的费用。
利用胚胎冷冻技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种。
供体和受体相同的生理环境
早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能
受体对移入子宫的同种胚胎基本无免疫排斥
胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变
3.胚胎移植的生理学基础
思考1
1.怎样保证供体和受体具有相同的生理环境？
应对供体和受体母畜进行同期发情处理
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
外源激素-------孕激素
思考2
2.为什么供体的胚胎移植到受体后，在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响？
供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵细胞内获得的遗传基因决定的。
此处的“受体”只是给胚胎提供了发育的场所，建立起了营养上的联系，遗传上午关联。与核移植中的受体细胞是不一样的。
（1）供、受体的选择和处理
（2）配种或进行人工授精
（3）胚胎的收集
（4）对胚胎进行移植
4、胚胎移植的流程
（1）供体和受体的选择 供体:育种价值高、生殖机能强、体质强健 受体:数量多、价格较低、体型中上等、非优良品种、健康状况良好
（2）供体（雌性）超数排卵：注射促性腺激素
冲卵
若体内受精，则“卵”为早期胚胎
若体外受精，则“卵”为卵子
（3）胚胎的收集
胚胎检查
性别鉴定
技术：SRY-PCR技术
SRY-PCR技术：利用DNA分子杂交技术检测SRY基因是否存在，SRY基因只存在于Y染色体上。
选取细胞：囊胚期的滋养层细胞
胚胎移植或保存
4
胚
胎移植
手
术
法
移
胚
非
手
术
法
移
胚
选择
供体母牛
受体母牛
……同期发情处理……
超数排卵
供体公牛
配种
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
胚胎移植的基本程序
二、胚胎分割
优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
无性繁殖技术
特点：后代具有相同的遗传物质，克隆
选择的胚胎：
发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚
使用的主要仪器：
实体显微镜、显微操作仪、分割刀或分割针
注意:
对囊胚进行胚胎分割时，对内细胞团均等分割
思考
内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它会发育为胎儿的各种组织器官，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时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。
为什么要对囊胚的内细胞团均等分割？
胚胎分割基本过程
注意：
胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
三、胚胎干细胞
1.概念：简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
2.特点:
1)形态：体积小、细胞核大、核仁明显。
2)功能：具有发育的全能性；分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
3）在体外培养的条件下，ES细胞保持只增殖而不分化状态。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
思考
胚胎干细胞具有发育的全能性，再分化能力强，在体外培养时，如何实现只增殖不分化的状态呢？
胚胎干细胞具有很强的再分化能力，要保证其体外培养时只分裂不分化，需要向动物细胞培养液中添加抑制分化类物质或添加饲养层细胞如输卵管上皮细胞，提供营养的同时释放抑制分化物质。明确其分化方向后，再添加分化诱导因子如：牛磺酸，丁酰环腺苷酸等促进分化。
3.主要用途
(1)治疗人类的某些顽症 如:帕金森综合征，少年糖尿病、老年痴呆症等。
(2)培育出人造组织器官，用于器官移植
(3)是研究体外细胞分化的理想材料
ips细胞
iPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、核型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同时也能够表达相同的表面标志分子。通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。
3.1 体内受精和早期胚胎发育
3.2 体外受精和早期胚胎培养
3.3 胚胎工程的应用和前景
3.2 体外受精和早期胚胎培养
1978年7月25日世界首例试管婴儿
1988年3月10日我国首例试管婴儿
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
试管动物技术：
通过 使卵子和精子在
下成熟和受精，并通过培养发育成 后，再经移植产生后代的技术。
体外条件
人工操作
早期胚胎
试管动物技术过程：
第一步：体外受精
第二步：胚胎的早期培养
第三步：胚胎移植
国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元；
牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能生育四五次。
牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右；
公牛产生的精子数目就更多了。
试管牛
主要包括 、 和
等几个主要步骤 。
概念：采取雌性动物的 和雄性动物的 ，使其在 中受精。
二、体外受精
卵细胞
精子
试管
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
1.卵母细胞的采集和培养
①实验动物卵子的采集：___________
②从已屠宰母畜的 中采集卵母细胞，
③也可以借助 、 或
等工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出。
促性腺激素
卵巢
超声波(B超)探测仪
内窥镜
腹腔镜
（1）卵母细胞的采集
牛卵巢
B超活采仪
活体采集的牛卵母细胞
采集的卵母细胞，都要在体外进行人工培养，使其成熟后，才能与获能的精子受精。
(2)卵母细胞的培养
CO2培养箱
减数第二次分裂中期
2.精子的收集和获能
假阴道法
手握法
电刺激法
（1）精子的收集
培养法：把精子放入获能培养液中。
（啮齿动物、家兔和猪）
化学法：把精子放入一定浓度肝素或钙离子载体A23187等溶液中。
（牛、羊）
（2）精子的获能
3.受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在 或
中完成受精过程。
获能溶液
专用受精溶液
二、胚胎的早期培养
1、概念：是应用人工创造条件，对获取的
进行体外培养。
2、培养液成分：水、无机盐、糖类、维生
素、氨基酸、激素、核苷酸、血清等。
3、技术：早期胚胎培养 （发育培养液）
早期胚胎
4、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：桑椹胚或囊胚阶段
小鼠、家兔：卵裂期或囊胚阶段
试管婴儿：8个或16个细胞阶段
体外受精胚胎的工厂化生产流程
1982年世界首例试管牛犊问世
实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是
和 的培养。
早期胚胎
体外受精
胚胎移植
采集良种母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
体外受精
良种牛体外受精胚胎
受体牛
良种犊牛
“试管牛”工厂化生产的技术流程图
早期胚胎培养
3.3 胚胎工程的应用及前景
一、 胚胎移植技术
二、胚胎分割技术
一、胚胎移植
1.概念:
将雌性动物的 ，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到 的、 的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
同种
生理状态相同
早期胚胎
提供胚胎的叫“供体”
接受胚胎的个体叫“受体”
胚胎移植技术仅限于哺乳动物
加速品种改良。
发挥雌雄优良个体的繁殖潜力
2.胚胎移植意义
不受时间地域限制，节省购买种畜的费用。
利用胚胎冷冻技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种。
供体和受体相同的生理环境
早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能
受体对移入子宫的同种胚胎基本无免疫排斥
胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变
3.胚胎移植的生理学基础
思考1
1.怎样保证供体和受体具有相同的生理环境？
应对供体和受体母畜进行同期发情处理
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
外源激素-------孕激素
思考2
2.为什么供体的胚胎移植到受体后，在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响？
供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵细胞内获得的遗传基因决定的。
此处的“受体”只是给胚胎提供了发育的场所，建立起了营养上的联系，遗传上午关联。与核移植中的受体细胞是不一样的。
（1）供、受体的选择和处理
（2）配种或进行人工授精
（3）胚胎的收集
（4）对胚胎进行移植
4、胚胎移植的流程
（1）供体和受体的选择 供体:育种价值高、生殖机能强、体质强健 受体:数量多、价格较低、体型中上等、非优良品种、健康状况良好
（2）供体（雌性）超数排卵：注射促性腺激素
冲卵
若体内受精，则“卵”为早期胚胎
若体外受精，则“卵”为卵子
（3）胚胎的收集
胚胎检查
性别鉴定
技术：SRY-PCR技术
SRY-PCR技术：利用DNA分子杂交技术检测SRY基因是否存在，SRY基因只存在于Y染色体上。
选取细胞：囊胚期的滋养层细胞
胚胎移植或保存
4
胚
胎移植
手
术
法
移
胚
非
手
术
法
移
胚
选择
供体母牛
受体母牛
……同期发情处理……
超数排卵
供体公牛
配种
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
胚胎移植的基本程序
二、胚胎分割
优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
无性繁殖技术
特点：后代具有相同的遗传物质，克隆
选择的胚胎：
发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚
使用的主要仪器：
实体显微镜、显微操作仪、分割刀或分割针
注意:
对囊胚进行胚胎分割时，对内细胞团均等分割
思考
内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它会发育为胎儿的各种组织器官，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时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。
为什么要对囊胚的内细胞团均等分割？
胚胎分割基本过程
注意：
胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
三、胚胎干细胞
1.概念：简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
2.特点:
1)形态：体积小、细胞核大、核仁明显。
2)功能：具有发育的全能性；分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
3）在体外培养的条件下，ES细胞保持只增殖而不分化状态。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
思考
胚胎干细胞具有发育的全能性，再分化能力强，在体外培养时，如何实现只增殖不分化的状态呢？
胚胎干细胞具有很强的再分化能力，要保证其体外培养时只分裂不分化，需要向动物细胞培养液中添加抑制分化类物质或添加饲养层细胞如输卵管上皮细胞，提供营养的同时释放抑制分化物质。明确其分化方向后，再添加分化诱导因子如：牛磺酸，丁酰环腺苷酸等促进分化。
3.主要用途
(1)治疗人类的某些顽症 如:帕金森综合征，少年糖尿病、老年痴呆症等。
(2)培育出人造组织器官，用于器官移植
(3)是研究体外细胞分化的理想材料
ips细胞
iPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、核型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同时也能够表达相同的表面标志分子。通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。