高中生物人教版选修3 专题3 胚胎工程 科技探索之路：胚胎工程的建立 课件（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版选修3 专题3 胚胎工程 科技探索之路：胚胎工程的建立 课件（共20张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 357.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-22 16:22:43 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
科技探索之路
胚胎工程的建立
胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
1.生殖细胞的形成：生殖细胞分别由原始性细胞经过减数分裂形成。
2.胚胎发育精子和卵细胞结合成受精卵是下一代新生命的开始。
胚胎工程的基础和理论：
世界上第一例胚胎移植是由英国人W·希普于1890年完成的，胚胎移植技术由此创始。但当时纯属生物科学实验性质。希普在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两具胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时仔免和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔免。
胚胎移植技术的发展
20世纪30年代以后，以免、小白鼠和大白鼠等为对象的胚胎移植试验持续不断，但家畜方面的应用研究开展较晚。牛和猪的胚胎移植迟至1951年才分别由美国和苏联报道成功。但限于技术水平，当时的采卵和移植都用外科手术完成。
60年代后，胎的收集、培养、冷冻长期保存以及显微外科操作和移植技术取得重要进展。同时，使用激素人工诱导超数排卵和同期发情、用非手术采卵和移植的技术也获得成功，提高了回收率和着床率，这使胚胎移植技术进入了实用阶段，开始用于家畜育种及奶牛生产。70年代后，许多西方国家在奶牛业中发展从事胚胎移植的商业企业。
胚胎切割技术的发展
1981年，德国农业科学院的专家们将授精后第8天的两个初期发育的占胚胎通过显微手术对称地分割为两对（即4个）胚胎，然后将其移植到两头受体母牛的子宫里。1981年12月8日，两种双胞胎，4头小牛犊落地出生，世界上第一次胚胎分割移植试验获得完全成功。此后，一分为三、一分为四的胚胎分割移植也相继在多个国家获得成功。这一技术可进一步开发良种母畜的繁殖能力。
（1）受精场所是母体的输卵管上段。
（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
动物胚胎发育的基本过程：
基本知识点
（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。
（4）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
胚胎干细胞：
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是：①用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②体外条件下研究细胞分化的理想材料，③治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植。
胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
体外受精技术：用采集的供体家畜的精子与卵子在试管中进行受精，并培育成胚胎，再移植到受体母畜体内进行继续发育，生产出叫做“试管仔畜”的技术。
(1)卵母细胞的采集和培养
(2) 精子的采集和获能
(3) 受精
(4)胚胎的早期培养
过程：
体外受精技术在人医上发展很快。目前，国内外已有“试管婴儿”6000多例。而在动物繁育上成功的还不太多。据各国报道，现有试管牛、羊、猪、兔、鼠共计还不到400头（只）。
2.胚胎移植
概念：胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）
流程（以牛为例）：
供体母牛
受体母牛
超数排卵
同期发情处理
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）
选择
供体公牛
供体母羊
布尔山羊
受体母羊
云南黑山羊
意义：
⑴加速育种工作和品种改良；
⑵大量节省购买种畜的费用；
⑶一胎多产；
⑷保存品种资源和濒危物种；
⑸可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
胚胎移植的生理学基础：
（1）同种动物的供，受体的生殖器官的生理变化是相同的，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。
（2）早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能。
（3）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
3.胚胎切割
概念: 胚胎分割是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。
选材：发育良好﹑形态端正的桑椹胚或囊胚。
胚胎分割主要用于优良品种的繁殖，以牛为例，有的牛奶多，但繁殖慢。这时，就用促性腺激素促使该良种母牛超数排卵，，然后把卵从该母牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过同期激素处理、可以接受胚胎、孕期相同的母牛子宫内，孕育出小牛。
科技探索之路
胚胎工程的建立
胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
1.生殖细胞的形成：生殖细胞分别由原始性细胞经过减数分裂形成。
2.胚胎发育精子和卵细胞结合成受精卵是下一代新生命的开始。
胚胎工程的基础和理论：
世界上第一例胚胎移植是由英国人W·希普于1890年完成的，胚胎移植技术由此创始。但当时纯属生物科学实验性质。希普在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两具胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时仔免和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔免。
胚胎移植技术的发展
20世纪30年代以后，以免、小白鼠和大白鼠等为对象的胚胎移植试验持续不断，但家畜方面的应用研究开展较晚。牛和猪的胚胎移植迟至1951年才分别由美国和苏联报道成功。但限于技术水平，当时的采卵和移植都用外科手术完成。
60年代后，胎的收集、培养、冷冻长期保存以及显微外科操作和移植技术取得重要进展。同时，使用激素人工诱导超数排卵和同期发情、用非手术采卵和移植的技术也获得成功，提高了回收率和着床率，这使胚胎移植技术进入了实用阶段，开始用于家畜育种及奶牛生产。70年代后，许多西方国家在奶牛业中发展从事胚胎移植的商业企业。
胚胎切割技术的发展
1981年，德国农业科学院的专家们将授精后第8天的两个初期发育的占胚胎通过显微手术对称地分割为两对（即4个）胚胎，然后将其移植到两头受体母牛的子宫里。1981年12月8日，两种双胞胎，4头小牛犊落地出生，世界上第一次胚胎分割移植试验获得完全成功。此后，一分为三、一分为四的胚胎分割移植也相继在多个国家获得成功。这一技术可进一步开发良种母畜的繁殖能力。
（1）受精场所是母体的输卵管上段。
（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
动物胚胎发育的基本过程：
基本知识点
（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。
（4）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
胚胎干细胞：
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是：①用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②体外条件下研究细胞分化的理想材料，③治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植。
胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
体外受精技术：用采集的供体家畜的精子与卵子在试管中进行受精，并培育成胚胎，再移植到受体母畜体内进行继续发育，生产出叫做“试管仔畜”的技术。
(1)卵母细胞的采集和培养
(2) 精子的采集和获能
(3) 受精
(4)胚胎的早期培养
过程：
体外受精技术在人医上发展很快。目前，国内外已有“试管婴儿”6000多例。而在动物繁育上成功的还不太多。据各国报道，现有试管牛、羊、猪、兔、鼠共计还不到400头（只）。
2.胚胎移植
概念：胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）
流程（以牛为例）：
供体母牛
受体母牛
超数排卵
同期发情处理
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）
选择
供体公牛
供体母羊
布尔山羊
受体母羊
云南黑山羊
意义：
⑴加速育种工作和品种改良；
⑵大量节省购买种畜的费用；
⑶一胎多产；
⑷保存品种资源和濒危物种；
⑸可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
胚胎移植的生理学基础：
（1）同种动物的供，受体的生殖器官的生理变化是相同的，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。
（2）早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能。
（3）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
3.胚胎切割
概念: 胚胎分割是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。
选材：发育良好﹑形态端正的桑椹胚或囊胚。
胚胎分割主要用于优良品种的繁殖，以牛为例，有的牛奶多，但繁殖慢。这时，就用促性腺激素促使该良种母牛超数排卵，，然后把卵从该母牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过同期激素处理、可以接受胚胎、孕期相同的母牛子宫内，孕育出小牛。