【生物】胚胎工程技术及其应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

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1、第第2 2章章 第第3 3节节胚胎工程胚胎工程试管动物试管动物荷斯坦荷斯坦牛牛 3 3万万5 5万元万元动物细胞核移植体外受精胚胎分割体外受精体外受精受体母牛(代孕)精子卵子早期胚早期胚胎发育胎发育胚胎移植胚胎移植受精卵早期胚胎试管牛引进一头良种成年奶牛需要3万5万元，牛的生育率低，一头牛一胎只一个，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。优良奶牛 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。我国蒙古黄牛：均重300Kg；澳大利亚海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg是指通过人

2、工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代。通过体外受精获得的动物。短时间内可以获得具有优良性状的大量后代的技术有哪些呢？【拓展】试管牛VS克隆牛 核移植体外受精早期胚胎培养胚胎移植克隆牛重组细胞 受精卵试管牛比较项目试管动物(婴儿)克隆动物技术基础生殖类型发育起点后代性状的遗传特点体外受精、胚胎早期培养、胚胎移植动物细胞培养、动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植有性生殖无性生殖受精卵核移植后的重组细胞与核供体亲本基本一样继承双亲的特性一、体外受精一、体外受精1 1.步骤步骤：主要主要包括包括卵母细胞的采集卵母细胞的采集、精子的获取精子的获取

3、和和受精受精等等步骤。步骤。卵巢卵巢MIIMII期卵母细胞期卵母细胞成熟培养新鲜或解新鲜或解冻的精液冻的精液精子离心处理精子离心处理卵母细胞的采集卵母细胞的采集目的是除去目的是除去精浆以利于精浆以利于精子获能。精子获能。精子的获取精子的获取获能精子获能精子获能处理体外体外受精受精受精卵培养受精卵培养培养液共同培养受精受精 一般情况下，可以将获能获能的精子的精子和培养成熟培养成熟的卵子置于适当的培养培养液液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精完成受精。以检查受精状况和受精卵的发育能力体外受精技术的意义：P60提高动物繁殖能力的有效措施提高动物繁殖能力的有效措施为胚胎移植提供可用的胚胎为胚胎移植

4、提供可用的胚胎将通过体外受精及其他方式（如体内受精、转基因、核移植等）得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。1.概念：早期胚胎体外受精体内受精核移植转基因受精卵胚胎分割有性生殖无性生殖胚胎移植2.胚胎的来源、生殖方式早期胚胎培养早期胚胎培养早期胚胎培养冲卵二.胚胎移植供体：提供胚胎的个体受体：接受胚胎的个体早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移实质：优良供体母牛优良供体母牛优良公牛优良公牛受体母牛受体母牛（遗传性状优良遗传性状优良，生产能力强），生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）（有健康体质和正常繁殖能力）超数排卵处理处理用相关激素（如孕激

5、素）用相关激素（如孕激素）进行进行同期发情处理处理受体发情受体发情用用外源外源促性腺激促性腺激素素，诱发卵巢排，诱发卵巢排出比自然情况下出比自然情况下更多的成熟卵子。更多的成熟卵子。（遗传性状优良遗传性状优良，生产能力强，生产能力强）发情配种或人工发情配种或人工授授精精收集胚胎并质量检查收集胚胎并质量检查正常繁殖或两三个月正常繁殖或两三个月后进行另一次移植后进行另一次移植移植胚胎移植胚胎对受体进行对受体进行妊娠妊娠检查检查具有优良性状的后代具有优良性状的后代2.过程：使受体和供体处于相同的生理环境发育到囊胚或桑葚胚多种激素和冲卵处理多种激素和冲卵处理等对供体有一定损伤等对供体有一定损伤，需要一

6、定时间恢复，需要一定时间恢复供体、受体的选择供体遗传性状优良，生产能力强受体有健康的体质和正常的繁殖能力产生具有优良遗传特性的胚胎承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务供体、受体的处理两次的处理第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵处理（促性腺激素）。使受体和供体处于相同的生理环境配种或人工授精胚胎的收集、检查、培养或保存冲卵把供体母牛子宫内的早期胚胎冲出来胚胎移植桑葚胚或囊胚移植后检查（妊娠检查）妊娠检查）获得具有优良性状的后代胚胎存活的基础受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传特性不受影响那胚胎移植具有哪些优势？胚胎移植实现了优

7、良性状个体的繁育，如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体？意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。大大缩短了供体本身的繁殖周期（供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代）显著提高供体后代数（在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代）促进了我国畜牧业的发展（牛、羊的胚胎移植在部分地区已进入生产应用阶段）胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。三.胚胎分割1.定义：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

8、的技术。桑葚胚或囊胚2.分割方法：机械方法3.胚胎分割产生后代的特点：具有相同的遗传物质4.生殖方式：无性生殖5.理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持细胞全能性所需要的主要仪器：体视显微镜、显微操作仪分割工具：分割针或分割刀2.操作程序选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。若内细胞团没有均等分割，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。在胚胎移植前，进行性别鉴定

9、、遗传病筛查等，对于人工控制性别、动物繁殖健康后代具有重要意义。那怎样进行鉴定呢？做DNA分析鉴定性别进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重止产生的后代具有严重的遗传病的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？避免损伤内细胞团；避免损伤内细胞团；滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，含有相同的遗传物质。含有相同的遗传物质。胚胎分割的优点：可以促进优良动物品种的繁殖产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料在

10、胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义局限性：采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的.分割次数越多，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。一、概念检测1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。（1）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（）（2）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（）（3）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。（）2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者

11、通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。（3）在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理?体外胚胎培养胚胎移植可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。（2）为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理?北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。请回答下列问题。（1）我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛？运用这些技术一定能

12、繁育成功吗？请说出你的理由。可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育北方白犀牛。运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。（P64）二、扩展应用（2）如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别？与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。（P64）（3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训？多种多样的生物是生态系统的重要成员，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁到生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。