目錄CONTENTS胚胎工程技術(shù)及其應用二/胚胎工程的理論基礎(chǔ)一/受精1/胚胎早期發(fā)育2/體外受精1/胚胎移植2/胚胎分割3/目錄CONTENTS胚胎工程技術(shù)及其應用二/胚胎工程的理論基礎(chǔ)一/受精1/胚胎早期發(fā)育2/體外受精1/胚胎移植2/胚胎分割3/第2章第3節(jié)人教版選擇性必修3----通過上節(jié)課學習，你能描述自然狀態(tài)下奶牛從受精到產(chǎn)生牛犢的詳細過程嗎？優(yōu)良母牛優(yōu)良公牛排卵及卵子準備提供精子獲能：精子進入母牛生殖道內(nèi)285天左右生下牛犢奶牛自然生產(chǎn)過程，你覺得哪些環(huán)節(jié)限制其后代數(shù)量？1.排卵數(shù)量（每次一個）限制最終胚胎數(shù)量。2.妊娠時間長。（妊娠期間母牛不能再提供胚胎）如何解決該問題？285天左右生下牛犢體外受精胚胎移植01體外受精一體外受精你聽說過試管嬰兒、試管牛、試管羊嗎？試管動物技術(shù)一體外受精試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外調(diào)節(jié)下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。（了解）個體精子(成熟)卵子(成熟)受精卵體外受精早期胚胎子宮胚胎移植早期胚胎培養(yǎng)受精移植一體外受精試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外調(diào)節(jié)下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。（了解）個體精子(成熟)卵子(成熟)受精卵體外受精早期胚胎子宮胚胎移植早期胚胎培養(yǎng)受精移植1978年7月25日世界首例試管嬰兒第一個試管嬰兒于1978年7月25日在英國的奧爾德姆市醫(yī)院誕生，她的名字叫路易絲.布朗。路易絲.布朗的母親梅.布朗因輸卵管阻塞而不能生育。

醫(yī)生從梅.布朗（時年31歲）體內(nèi)提取卵子，再取她丈夫（時年38歲）的精液，經(jīng)處理在體外使卵子受精，受精卵分裂形成16細胞胚后重新植入梅.布朗的子宮內(nèi)。9個多月后就生下了路易絲.布朗。1988年3月10日我國首例試管嬰兒誕生1984年3月9日中國獸醫(yī)博士旭日干與剛出生的“試管羊”1989年8月15日旭日干正在觀察他培育出來的第一胎“試管牛”培養(yǎng)一體外受精1.過程：哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵巢MⅡ期卵母細胞采集方法一：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子。（超數(shù)排卵處理）采集新鮮或解凍的精液精子離心處理注意：精子離心處理的目的是，去除精清中的抑制獲能的物質(zhì)。獲能精子(人工配制的獲能液)培養(yǎng)一體外受精1.過程：哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵巢MⅡ期卵母細胞采集方法一：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子。（超數(shù)排卵處理）采集新鮮或解凍的精液精子離心處理注意：精子離心處理的目的是，去除精清中的抑制獲能的物質(zhì)。獲能精子(人工配制的獲能液)體外受精(相應溶液)項目自然受精人工授精體外受精不同點過程不同雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵母細胞,在體外分別經(jīng)處理后完成受精過程場所不同雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程;②都是有性生殖比較自然受精、人工授精和體外受精一體外受精項目自然受精人工授精體外受精不同點過程不同雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵母細胞,在體外分別經(jīng)處理后完成受精過程場所不同雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程;②都是有性生殖比較自然受精、人工授精和體外受精培養(yǎng)1.過程：哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵巢MⅡ期卵母細胞采集方法一：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子。（超數(shù)排卵處理）采集新鮮或解凍的精液精子離心處理注意：精子離心處理的目的是，去除精清中的抑制獲能的物質(zhì)。獲能精子(人工配制的獲能液)體外受精(相應溶液)培養(yǎng)一體外受精1.過程：哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵巢MⅡ期卵母細胞采集方法一：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子。（超數(shù)排卵處理）采集新鮮或解凍的精液精子離心處理注意：精子離心處理的目的是，去除精清中的抑制獲能的物質(zhì)。獲能精子(人工配制的獲能液)體外受精(相應溶液)受精卵培養(yǎng)(不同培養(yǎng)液)受精卵培養(yǎng)到什么程度呢？當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同的動物胚胎移植的時間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到16細胞階段（桑葚胚）或囊胚階段才能進行移植，小鼠和家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎即試管胚胎，可在4細胞階段移植。項目自然受精人工授精體外受精不同點過程不同雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵母細胞,在體外分別經(jīng)處理后完成受精過程場所不同雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程;②都是有性生殖比較自然受精、人工授精和體外受精一體外受精1.過程：哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。2.意義：①是提高動物繁殖能力的有效措施。②可以為胚胎移植提供可用的胚胎。02胚胎移植二胚胎移植1.概念：是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，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)。其他方式：如轉(zhuǎn)基因、核移植和自然受精等二胚胎移植1.概念：是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，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)。其他方式：如轉(zhuǎn)基因、核移植和自然受精等良種公牛良種母牛良種胚胎代孕母牛移植供體受體提供胚胎的個體接受胚胎的個體遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強有健康體質(zhì)和正常繁殖能力產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務?！敖枰话銊游镏箲褍?yōu)秀個體之胎”二胚胎移植2.過程：優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）二胚胎移植2.過程：優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理同期發(fā)情處理:利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。(孕激素等)發(fā)情周期是雌性哺乳類動物普遍擁有的一種生理現(xiàn)象。從前一次排卵期至下一次排卵期之間的時間長度稱為一個發(fā)情周期。母牛的發(fā)情周期分為卵泡期和黃體期兩個階段。卵泡期是在黃體退化繼而血液中孕激素含量顯著下降后，卵巢中卵泡迅速生長發(fā)育，最后成熟并導致排卵的時期，這一時期一般是從發(fā)情周期的第18d至第21d。卵泡期之后，卵泡破裂并發(fā)育成黃體，隨即進入黃體期，這一時期一般從發(fā)情周期的第1d至第17d。黃體期內(nèi)，在黃體分泌的孕激素的作用下，卵泡發(fā)育受到抑制，母畜不表現(xiàn)發(fā)情，在未受精的情況下，黃體維持約17d，即行退化，隨后進入另一個卵泡期。孕激素能使子宮平滑肌更加松弛，降低平滑肌對催產(chǎn)素的敏感性，減少子宮收縮。還能有效抑制排卵，促進子宮內(nèi)膜分泌，降低子宮肌的興奮度，有利于受精卵的植入，從而確保妊娠能夠安全進行。雌激素主要是促進卵泡發(fā)育、促進子宮、輸卵管發(fā)育、促進陰道上皮增生和角化；還可通過促進子宮內(nèi)膜增生，促進子宮發(fā)育；同時還可以促進水鈉潴留、促進乳腺管增生、促進第二性征發(fā)育，降低總膽固醇含量。知識拓展：孕激素的作用原理是，給母牛使用孕激素后，使其血液中的孕激素保持較高水平，從而抑制了卵巢中卵泡的生長發(fā)育和發(fā)情，使母牛老是處于人為的黃體期。有時卵巢中的黃體已經(jīng)消失，意味著母牛自身產(chǎn)生的孕激素水平已經(jīng)下降，但由于人工施加的孕激素仍在起作用，母牛仍不會排卵發(fā)情，這就等于延長了發(fā)情周期，推遲了發(fā)情期。黃體的壽命為17d，若孕激素處理時間達到17d左右，則被處理的所有母畜卵巢中的黃體均已消失，此時集體停藥，則它們會同時進入卵泡期，同時排卵發(fā)情。二胚胎移植2.過程：優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理同期發(fā)情處理:利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。(孕激素等)同期發(fā)情處理的目的:使供體受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎移入相同的生理環(huán)境做好準備。正確。因為胚胎移植的成功率與供體、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，并繼續(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。問：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?二胚胎移植2.過程：優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理同期發(fā)情處理:利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。(孕激素等)同期發(fā)情處理的目的:使供體受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎移入相同的生理環(huán)境做好準備。受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）二胚胎移植2.過程：優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理同期發(fā)情處理:利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。(孕激素等)同期發(fā)情處理的目的:使供體受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎移入相同的生理環(huán)境做好準備。受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理同期發(fā)情處理:利用某些激素人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。(孕激素等)同期發(fā)情處理的目的:使供體受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎移入相同的生理環(huán)境做好準備。受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))胚胎檢查桑葚胚或囊胚階段優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))桑葚胚或囊胚階段移植胚胎手術(shù)法非手術(shù)法優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))桑葚胚或囊胚階段移植胚胎受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應。問：受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應?胚胎冷凍保存正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))桑葚胚或囊胚階段移植胚胎對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代問：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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))桑葚胚或囊胚階段移植胚胎對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代問：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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。（1）該過程中兩次使用激素：第一次對受、供體進行同期發(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行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。（3）胚胎移植成功與否要有兩個條件：胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良供體公牛優(yōu)良供體母牛受體母牛（遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強）（有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力）進行同期發(fā)情處理受體發(fā)情超數(shù)排卵處理（促性腺激素）發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查(早期胚胎處于游離狀態(tài))桑葚胚或囊胚階段移植胚胎對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代問：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)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。胚胎移植的優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎負責繁重而漫長的妊娠和育仔任務受體職能供體職能胚胎移植是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)的研究和應用。早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？基于這樣的設想，胚胎分割技術(shù)逐漸發(fā)展成熟。早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？基于這樣的設想，胚胎分割技術(shù)逐漸發(fā)展成熟。早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性，能不能將一個胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率？基于這樣的設想，胚胎分割技術(shù)逐漸發(fā)展成熟。03胚胎分割1942年，科學家成功地對大鼠二細胞胚胎進行了分離和培養(yǎng)。后來，一些科學家嘗試著把綿羊八細胞胚胎分割成4份，每份2個細胞，再將它們植入母羊子宮內(nèi)，結(jié)果母羊成功地產(chǎn)下4只小羊。小資料三胚胎分割1.胚胎分割概念：采用機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)。三胚胎分割1.胚胎分割概念：采用機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)。三胚胎分割1.胚胎分割概念：采用機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)。2.理論基礎(chǔ)：早期胚胎干細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性3.產(chǎn)生后代的特點: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。三胚胎分割4.所需要的主要儀器設備：體視顯微鏡和顯微操作儀。體視顯微鏡，亦稱實體顯微鏡，是從不同角度觀察物體，使雙眼引起立體感覺的雙目顯微鏡。對觀察體無需加工制作，直接放入鏡頭下配合照明即可觀察，像是直立的，便于操作和解剖。顯微操作儀指用顯微鏡附加細微操縱裝置所組成的顯微手術(shù)器械。在顯微鏡下用分割針或分割刀分割三胚胎分割5.適合分割的胚胎：發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。6.流程：(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚(桑葚胚或囊胚的內(nèi)細胞團細胞具有發(fā)育的全能性)，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。（2）在顯微鏡下用分割針或分割刀片對胚胎進行分割。（3）分割后的胚胎可以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.操作：顯微鏡下切割胚胎囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團分割針分割針做DNA分析，鑒定性別已知性別胚胎二分胚內(nèi)細胞團胚胎移植牛胚胎性別鑒定和分割示意圖要注意將內(nèi)細胞團均等分割！若不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，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。三胚胎分割8.胚胎分割的優(yōu)點①可以促進優(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行遺傳學研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進行性別鑒定、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.胚胎分割的局限性實踐證明，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。本課小結(jié)胚胎工程的技術(shù)手段體外受精卵母細胞的采集受精精子的獲取胚胎移植供體、受體的選擇和處理配種或人工授精胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存胚胎的移植移植后的檢查胚胎分割胚胎分割概念胚胎分割的優(yōu)點和局限性胚胎分割操作程序練習與應用1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應用較多的胚胎工程技術(shù)。判斷下列相關(guān)表