2.3.2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32

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用一、體外受精1.過程：包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟2.意義：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。場所：培養(yǎng)液離心處理的目的：除去精漿以利于精子獲能。（1）輸卵管采卵(沖取卵子)利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。適合實(shí)驗(yàn)動物(兔、鼠)以及家畜豬、羊等。（2）屠宰動物的卵巢采卵從已屠宰的雌性動物體內(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，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細(xì)胞。適合大型動物或大家畜，如：牛、馬等。卵母細(xì)胞的采集知識補(bǔ)充方法操作過程適用動物培養(yǎng)法將精子放入人工配制的獲能液中使其獲能嚙齒動物、家兔及豬等動物化學(xué)誘導(dǎo)法將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能牛、羊等家畜精子在進(jìn)行體外受精前需要

處理。精子獲能知識補(bǔ)充精子的采集：精子的獲能精子的采集和獲能假陰道法、手握法、電激法。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(biāo)準(zhǔn)：遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)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(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)供體受體二、胚胎移植2.過程:（以牛為例）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(qiáng)）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(jìn)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(jìn)行妊娠檢查正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。為胚胎移植前后提供相同的生理環(huán)境收集：用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來（也叫沖卵）。檢查：用顯微鏡檢查胚胎是否發(fā)育到桑葚胚或囊胚階段。保存：將收集的胚胎放入-196°C的液氮中保存。供體、受體的選擇和處理配種或進(jìn)行人工授精胚胎的收集胚胎的檢查培養(yǎng)或保存胚胎的移植移植后的檢查總結(jié)（1）該過程中兩次使用激素：第一次對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。（2）該過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。（3）胚胎移植成功與否要有兩個條件：胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。思考·討論1.將檢驗(yàn)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(jìn)行怎樣的處理？2.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕有的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?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?不一定。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。同期發(fā)情處理。受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。正確。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，并繼續(xù)發(fā)育。二、胚胎移植(1)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力；(2)大大縮短了供體本身的繁殖周期；(3)對供體施行超數(shù)排卵處理后，可增加后代數(shù)量。3.實(shí)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.意義：5.地位：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。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，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？1978年，科學(xué)家將小鼠的桑椹胚一分為二，獲得了成功。1979年，科學(xué)家分割綿羊胚胎獲得了同卵羔羊。20世紀(jì)80年代后，人們建立了系統(tǒng)的胚胎分割法，并相繼得到1/4和1/8分割胚胎后代。我國的胚胎工程專家也進(jìn)行了分割胚胎移植的實(shí)驗(yàn)研究，成功地對小鼠、家兔、綿羊、山羊和牛等動物進(jìn)行了分割胚胎移植，并將二分胚胎分割技術(shù)應(yīng)用到牛和羊的胚胎移植中。胚胎分割技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用胚胎分割技術(shù)獲得的三卵六羔羊三、胚胎分割三、胚胎分割1.概念：后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。3.理論基礎(chǔ)：4.主要儀器設(shè)備：2.特點(diǎn)：5.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。動物胚胎細(xì)胞的全能性。分割針或分割刀。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)。6.胚胎去向：直接移植給受體或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。三、胚胎分割7.過程：囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針分割針做DNA分析，鑒定性別二分胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胚胎移植盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下分割已知性別胚胎牛胚胎性別鑒定和分割示意圖分割囊胚時，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。原因：防止影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。三、胚胎分割8.胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)①可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖；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，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。9.胚胎移植的局限性

實(shí)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。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(xì)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(xì)胞的全能性、每個細(xì)胞的細(xì)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(jìn)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(jìn)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(xí)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(xì)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(jìn)行胚胎移植前，要對供體和受體進(jìn)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(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。提示：可以使用人工授精、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(2)如果繁育成功，這樣人工繁育的種群與