胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【知識專講精研】 高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

第3節(jié)胚胎工程第2章細胞工程一胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用到社會中去

八胞胎的誕生灰綠色廣州一對富商久婚不孕，2010年初借助試管嬰兒技術(shù)孕育的8個胚胎竟然全部成功，喜出望外的富商夫婦最終找來兩位代孕媽媽，再加上自身共3個子宮采取“2+3+3”方式，前后一個月的時間內(nèi)先后誕下4男4女八胞胎。

分析：8胞胎的誕生過程涉及了哪些工程的技術(shù)?

體外受精、早期胚胎培養(yǎng)（動物細胞培養(yǎng)）、胚胎移植胚胎工程技術(shù)體外受精胚胎分割通過人工操作使卵子與精子在體外完成受精。采用機械方法將早期胚胎分割成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)。胚胎移植將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體的技術(shù)。一體外受精1.過程：2.意義：包括__________________、____________和______等步驟卵母細胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細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)獲能處理是提高動物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎。

我國現(xiàn)有奶牛600萬頭左右，黃牛9000萬頭。選用高產(chǎn)奶牛作為供體生產(chǎn)胚胎，或者引進國外優(yōu)良品種的胚胎，用黃牛作受體（代孕體）進行胚胎移植，生產(chǎn)純種高產(chǎn)奶牛，是我國當前迅速提高數(shù)量，滿足牛奶需求的有效方法。近幾年，我國每年移植的奶牛胚胎2－3萬枚，獲母犢牛5000－6000頭。供體：提供胚胎受體：接受胚胎朋友，謝啦…情境1提高優(yōu)良品種的繁殖率1二、胚胎移植

胚胎移植是指將通過體外受精及其他方法得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。1.概念：

（1）胚胎來源：通過轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等方式得到。（2）供體和受體供體：提供胚胎的個體選擇標準：遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強職能：產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎受體：接受胚胎的個體選擇標準：職能：有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)2.過程：優(yōu)良供體母牛優(yōu)良公牛（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）受體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）具有優(yōu)良性狀的后代進行同期發(fā)情處理超數(shù)排卵受體發(fā)情發(fā)情配種或人工受精移植胚胎收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查二、胚胎移植（以牛的胚胎移植為例）正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植桑葚胚或囊胚

胚胎移植主要包括_____、_____的選擇和處理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培養(yǎng)和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等步驟。供體受體配種收集檢查檢查二、胚胎移植胚胎移植兩次使用激素用雌激素對供、受體母牛進行同期發(fā)情處理用促性腺激素使供體母牛超數(shù)排卵兩次檢查對收集的胚胎進行質(zhì)量檢查對受體母牛是否妊娠進行檢查相關(guān)信息（62頁）超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素處理，誘發(fā)卵巢排出更多的成熟卵子。超數(shù)排卵使用的激素為多肽類，應(yīng)注射，口服會失效。3.實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移4.地位：胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)5.意義：①可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期

對供體施行________處理后，可獲得多枚胚胎，經(jīng)移植可得到多個后代，使供體生產(chǎn)下的后代數(shù)量是自然繁殖的十幾倍到幾十倍超數(shù)排卵②胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。二、胚胎移植胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎?如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行怎樣的處理?

不一定；一般情況下檢查合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀況相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器的生理變化同步，目的是為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境2.受體會不會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，供體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)在孕育過程中一般不發(fā)生變化4.胚胎移植實質(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。你認為這樣的概括正確嗎?為什么?

正確；胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境的一致性密切相關(guān)，只有供體、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)胚胎移植生理學(xué)基礎(chǔ)①排卵后，同種動物的供、受體生殖系統(tǒng)的生理變化是相同的。這為胚胎移植入提供基礎(chǔ)。②早期的胚胎處在游離狀態(tài)。這為胚胎收集提供了可能。④胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系（正常著床），但不改變遺傳特性。③受體對外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎存活提供了可能。如何使供、受體達到相同的生理狀態(tài)？（同期發(fā)情處理）課堂拓展強調(diào)：對精子獲能的理解:精子獲能是獲得受精的“能力”,而不是獲得“能量”

試管動物克隆動物主要技術(shù)手段體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植核移植、胚胎移植發(fā)育起點受精卵核移植后的重組細胞生殖類型有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)來源于雙親主要來源于供核一方過程早期胚胎具有很強的分裂能力，并保持著細胞的全能性，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？情景2在我國，家兔、綿羊等動物的胚胎移植都獲得了成功。大大促進了我國畜牧業(yè)的發(fā)展。胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。思考？同卵雙胞胎自然形成示意圖內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團分裂，形成一模一樣的雙胞胎情境2提高優(yōu)良品種的繁殖率2二胚胎分割1.繁殖方式：2.胚胎時期選擇：采用

將

切割成

等，經(jīng)移植獲得__________________的技術(shù)。機械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵雙胎或多胎3.主要儀器設(shè)備：4.分割后胚胎去向：無性繁殖（克?。┌l(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚內(nèi)細胞團

要均等分割體視顯微鏡+顯微操作儀、分割針或分割刀直接移植給受體或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體體視顯微鏡顯微操作儀分割針、分割刀二胚胎分割5.過程：在盛有操作液的培養(yǎng)皿中，顯微鏡下分割囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團分割針分割針做DNA分析，鑒定性別二分胚內(nèi)細胞團（均等分割）胚胎移植已知性別胚胎

若該生物是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牛肉的雄性肉牛，在進行胚胎分割或移植前，應(yīng)先對各個胚胎進行什么檢測？選擇哪些細胞進行檢測？ABCDE甲乙丙1、圖中ABCDE分別代表什么結(jié)構(gòu)？2、乙過程常用的技術(shù)是

。1）選擇哪條染色體上的DNA分子制作DNA探針？2）選擇哪個區(qū)域？3、可否通過顯微鏡觀察MⅠ四分體時期，從而判斷性別？DNA分子雜交技術(shù)不行。此時胚胎不進行減數(shù)分裂。二胚胎分割6.優(yōu)點：7.局限性：①提高優(yōu)良動物品種的繁殖率②為遺傳學(xué)研究的提供寶貴材料③通過鑒定，對繁育健康后代及人為控制動物性別有重要意義。

實踐證明，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。另外，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題（P63資料卡）。1.下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述,錯誤的是 (

)A.精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能B.小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng),注射相關(guān)激素有促進超數(shù)排卵的作用C.分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質(zhì),因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異D.注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育C強化訓(xùn)練[解析]精子在獲能液中于適宜條件下(37℃、5%CO2)培養(yǎng)可以使精子獲能,A正確;注射促性腺激素能促進小鼠超數(shù)排卵,B正確;由于生物的性狀受基因和環(huán)境等因素的影響,故分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質(zhì),但發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學(xué)差異,C錯誤;胚胎干細胞可以發(fā)育成各種組織、器官,D正確。2.以下對于胚胎分割的描述,正確的有 (

)①胚胎分割可產(chǎn)生基因型完全相同的新個體②內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn),胚胎分割時最好將其均等分割,移植成功率才高③只能對囊胚期細胞進行分割④不僅內(nèi)細胞團要均等分割,滋養(yǎng)層也要均等分割,否則不易成功⑤胚胎分割移植屬于有性生殖⑥胚胎分割次數(shù)越多,分割和移植的效率越高A.一項 B.兩項 C.三項 D.四項B強化訓(xùn)練3.試管牛、試管苗和克隆羊三者均屬于生物工程技術(shù)的杰出成果。下列敘述正確的是 (

)A.都屬于無性生殖,能保持母本性狀B.三者分別屬于胚胎工程、植物組織培養(yǎng)和克隆技術(shù)C.都充分體現(xiàn)了體細胞的全能性D.都不會發(fā)生基因重組B[解析]試管牛屬于有性生殖,會發(fā)生基因重組,A、D錯誤;試管動物屬于胚胎工程,試管苗屬于植物組織培養(yǎng),克隆羊?qū)儆诳寺〖夹g(shù),B正確;試管苗體現(xiàn)了體細胞的全能性,試管牛是有性生殖,不體現(xiàn)體細胞的全能性,克隆羊體現(xiàn)了體細胞核的全能性,C錯誤。強化訓(xùn)練胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精胚胎分割步驟：卵母細胞的采集、精子的獲取、受精胚胎分割的概念：對早期胚胎切割胚胎分割的基礎(chǔ)：細胞的全能性、每個細胞的細胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)胚胎分割的步驟：選擇胚胎、分割胚胎、胚胎移植體外受精技術(shù)的意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎胚胎分割的意義胚胎移植胚胎移植的步驟胚胎移植的概念：移植到同種的、生理狀況相同的雌性動物體內(nèi)胚胎移植的意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力①促進優(yōu)良動物品種的繁殖；②產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；③對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義課堂小結(jié)練習與應(yīng)用1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的胚胎工程技術(shù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)采集來的卵母細胞和精子可以直接用于體外受精。（）

(2)經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生的后代，其遺傳特性與受體保持一致。（）

(3)進行胚胎移植前，要對供體和受體進行免疫檢査，以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。（）

××一、概念檢測×2.杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，成為受廣大消費者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^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)容補充完整。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植。練習與應(yīng)用一、概念檢測2.杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，成為受廣大消費者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。(2)為了獲得數(shù)量較多的卵母細胞，可以對雌性杜泊羊進行怎樣的處理？(3)在進行體外受精操作之前，還要對獲得的卵母細胞和精子進行怎樣的處理？可以對雌性杜泊羊進行超數(shù)排卵處理。要對采集到的卵母細胞進行成熟培養(yǎng)，對采集到的精子進行獲能處理。練習與應(yīng)用一、概念檢測北方白犀牛曾經(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死亡，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?運用這些技術(shù)一定能繁育成功嗎?請說出你的理由。二、拓展應(yīng)用（P64）練習與應(yīng)用提示:可以使用