【課件】胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2章第3節(jié)細(xì)胞工程胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用試管嬰兒新課導(dǎo)入胚胎工程試管動(dòng)物技術(shù)：是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。精子卵子受精卵早期胚胎子宮個(gè)體體外受精早期胚胎發(fā)育胚胎移植1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個(gè)步驟？采集到的精子和卵細(xì)胞需要進(jìn)行什么處理？2.精子與卵細(xì)胞如何完成體外受精？受精卵如何培養(yǎng)？3.在胚胎移植前應(yīng)該對受體進(jìn)行怎樣的處理?4.超數(shù)排卵的目的是什么？5.受體會(huì)不會(huì)對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?根據(jù)P60-62文字及圖，回答以下問題：一、體外受精一、體外受精1.過程：包括_______________、__________和_____等步驟。卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)成熟培養(yǎng)獲能處理2.意義：是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎。目的：除去精漿以利于精子獲能在獲能液或?qū)Ｓ玫氖芫褐型瓿墒芫?）輸卵管采卵(沖取卵子)

利用促性腺激素促使雌性動(dòng)物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。適合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(兔、鼠)以及家畜豬、羊等。（2）屠宰動(dòng)物的卵巢采卵從已屠宰的雌性動(dòng)物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細(xì)胞。適合大型動(dòng)物或大家畜，如：牛、馬等。（3）活體采卵(卵巢中)

借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等儀器，直接從活體動(dòng)物卵巢中吸取卵母細(xì)胞。適合大型動(dòng)物或大家畜，如：牛、馬等。體外受精擴(kuò)展：卵母細(xì)胞的采集1.概念：指將通過__________及__________得到的胚胎，移植到_______、_____________的_____動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體外受精其他方式同種的生理狀態(tài)相同雌性體外受精得到的胚胎其他方式得到的胚胎同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)新個(gè)體移植發(fā)育2.胚胎來源:胚胎來源生殖方式體外受精體內(nèi)受精動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)胚胎分割有性生殖有性生殖無性生殖無性生殖轉(zhuǎn)基因動(dòng)物有性或無性生殖二、胚胎移植選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)3.供體和受體:(1)供體：(2)受體：提供胚胎的個(gè)體接受胚胎的個(gè)體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：胚胎移植二、胚胎移植4.過程：優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種（體內(nèi)）人工受精（體外）胚胎移植對受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）收集胚胎并檢查注射外源促性腺激素孕激素二、胚胎移植直接注射性激素會(huì)導(dǎo)致性腺萎縮（負(fù)反饋）為什么不直接注射性激素？一頭牛一胎只產(chǎn)一頭牛犢，一生只生育4、5次。牛的生育率雖然很低，但是一頭母牛一生排出的卵細(xì)胞約200個(gè)左右，公牛平均每次排出精液5ml,精子數(shù)50億。母牛其實(shí)是有很強(qiáng)的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。3.胚胎移植的意義①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力；②縮短供體繁殖周期，增加一生繁殖后代數(shù)量。對供體施行超數(shù)排卵處理后，可獲得多枚胚胎，經(jīng)移植可得到多個(gè)后代供體職能：產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎承擔(dān)繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)受體職能：二、胚胎移植

1.將檢驗(yàn)合格的胚胎移植到任何一個(gè)受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎?如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進(jìn)行怎樣的處理?

不一定能正常發(fā)育。一般情況下檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對受體進(jìn)行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移人受體提供相同的生理環(huán)境。

思考·討論

胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)2.受體會(huì)不會(huì)對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?受體對來自供體的胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因?yàn)楣w胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系。其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會(huì)發(fā)生任何變化。4.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎?為什么?

正確。因?yàn)榕咛ヒ浦驳某晒β逝c供體、受體生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并能續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

思考·討論

胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)資料

早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性，能不能將一個(gè)胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？1.大多數(shù)哺乳動(dòng)物的早期胚胎都具有發(fā)育為完整個(gè)體的潛能，即使去掉早期胚胎的一半，剩余的仍可以繼續(xù)發(fā)育為一個(gè)完整的胚胎。2.1997年，科學(xué)家利用綿羊的8細(xì)胞胚胎進(jìn)行分割移植實(shí)驗(yàn)，他們把綿羊的8細(xì)胞胚胎分成4份，每份2個(gè)細(xì)胞，然后將分割后的2細(xì)胞胚胎重新植入母羊子宮里孕育，母羊產(chǎn)下了4頭健康的小羊羔。概念：采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。理論基礎(chǔ)：主要儀器設(shè)備：特點(diǎn)：選擇的胚胎：體視顯微鏡和顯微操作儀發(fā)育良好的，形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性。分割針或分割刀。三、胚胎分割操作程序：若分割不均，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。桑葚胚或囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性性別鑒定的取樣部位和方法三、胚胎分割為什么要取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行分析和鑒定？①避免損傷內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來自同一個(gè)受精卵的有絲分裂,含有相同的遺傳物質(zhì)。.胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)①可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義.胚胎分割的局限性①存在一些問題，如剛出生動(dòng)物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等。②采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的.分割次數(shù)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。1.胚胎分割份數(shù)不能過多。

分割的次數(shù)越多，每一份的細(xì)胞數(shù)目越少，不但難以做到均等分割，而且囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞所受的影響也越大。分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度越大，移植后的和發(fā)育的難度越大，分割后胚胎成活的概率越小。2.屬于無性繁殖或克隆

同一胚胎經(jīng)分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，該過程中沒有減數(shù)分裂、有性生殖細(xì)胞的形成、有性生殖細(xì)胞的結(jié)合屬于無性繁殖或克隆。注意事項(xiàng)練習(xí)與應(yīng)用2.杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，成為受廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種。科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。(1)請將圖中括號內(nèi)的內(nèi)容補(bǔ)充完整。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)為了獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞，可以對雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理？(3)在進(jìn)行體外受精操作之前，還要對獲得的卵母細(xì)胞和精子進(jìn)行怎樣的處理？可以對雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。要對采集到的卵母細(xì)胞進(jìn)行成熟培養(yǎng)，對采集到的精子進(jìn)行獲能處理。北方白犀牛曾經(jīng)廣泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失，它們的數(shù)量不斷減少。2018年3月，世界上最后一頭雄性北方白犀牛去世，該物種僅剩下兩頭雌性。在此之前，研究人員設(shè)法保存了北方白犀牛的精子。請回答下列問題。(1)我們可以使用哪些現(xiàn)代生物技術(shù)來人工繁育北方白犀牛？運(yùn)用這些技術(shù)一定能繁育成功嗎？請說出你的理由?？梢允褂萌斯な诰?、體外受精、胚胎移植、體細(xì)胞核移植等技術(shù)來人工繁育北方白犀牛。運(yùn)用這些技術(shù)不一定能成功繁育北方白犀牛，因?yàn)槿魏我豁?xiàng)技術(shù)都不能保證百分之百的成功率，何況現(xiàn)存的北方白犀牛數(shù)量極少。二、拓展應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用(2)如果繁育成功，這樣人工繁育的種