生物學(xué)（人教版）選擇性必修三

生物技術(shù)與工程第3節(jié)

第2課時(shí)胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用第二章細(xì)胞工程

荷斯坦牛是產(chǎn)奶量很高的奶牛品種，原產(chǎn)于荷蘭，但是一頭荷斯坦牛的售價(jià)高昂一頭良種成年奶牛需3萬(wàn)~5萬(wàn)元。一頭牛一胎只產(chǎn)一頭牛犢，一生只生育4、5次。牛的自然繁殖的速度太慢，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

母牛其實(shí)是有很強(qiáng)的生殖潛能的，只是沒(méi)有激發(fā)出來(lái)。那么如何實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖呢？從社會(huì)中來(lái)▲

荷斯坦牛試管動(dòng)物1.試管動(dòng)物：通過(guò)人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。2.涉及的胚胎工程技術(shù)：體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植體外受精卵巢新鮮或解凍的精液精子離心處理MⅡ期卵母細(xì)胞成熟培養(yǎng)獲能精子獲能處理離心的目的是去除部分去能因子，以便精子在獲能液中獲能體外受精適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液意義：提高動(dòng)物繁育能力，為胚胎移植提供可用胚胎。精子保存：加入抗凍劑（如甘油）冷凍保存受精卵培養(yǎng)受精卵培養(yǎng)到囊胚等階段需要一定的培養(yǎng)液：無(wú)機(jī)鹽、核苷酸、氨基酸、激素、維生素、血清等胚胎移植1.概念：

將通過(guò)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(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因、核移植供體：提供胚胎的個(gè)體受體：接受胚胎的個(gè)體胚胎移植2.過(guò)程：優(yōu)良供體母牛受體母牛有健康體質(zhì)和正常繁殖能力進(jìn)行同期發(fā)情處理（一般用孕激素）優(yōu)良公牛收集胚胎并檢查移植胚胎對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查超數(shù)排卵處理受體發(fā)情遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)發(fā)情配種或人工授精正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植具有優(yōu)良性狀的后代促性腺激素（誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子）沖卵：從供體母牛的子宮或輸卵管中收集胚胎移植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。4.意義：充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期。供體職能產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎供體：超數(shù)排卵處理受體職能承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)受體：承擔(dān)生育任務(wù)分析胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)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(duì)受體進(jìn)行怎樣的處理？不一定能正常發(fā)育。一般情況下應(yīng)移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，在移植前應(yīng)對(duì)受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。2.受體會(huì)不會(huì)對(duì)來(lái)自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。分析胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，遺傳特性與供體還是受體保持一致？為什么？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，其遺傳特性在孕育過(guò)程中不會(huì)發(fā)生任何變化。核心歸納1.胚胎移植的來(lái)源及生殖方式胚胎的來(lái)源生殖方式核移植體外受精體內(nèi)受精無(wú)性生殖有性生殖有性生殖核心歸納2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義項(xiàng)目生理學(xué)基礎(chǔ)意義受體生理環(huán)境同種動(dòng)物的供、受體排卵后生殖器官的生理變化是相同的胚胎收集早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與供體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)胚胎存活受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)胚胎發(fā)育供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不受任何影響為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境為胚胎的收集提供了可能為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能為移植后胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障核心歸納3.胚胎移植過(guò)程中的兩次處理和兩次檢查兩次處理兩次檢查對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理用激素使供體超數(shù)排卵對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查對(duì)受體是否妊娠進(jìn)行檢查同卵雙胞胎的形成示意圖你能想到進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路嗎？可以分割胚胎，讓其各自發(fā)育成新的個(gè)體。無(wú)性生殖（克?。┡咛シ指?.理論依據(jù)：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。2.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)。胚胎時(shí)期選擇：生殖方式：后代遺傳特點(diǎn)：儀器和工具：分割后胚胎去向：發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割具有相同的遺傳物質(zhì)體視顯微鏡、顯微操作儀、分割針或分割刀▲體視顯微鏡▲顯微操作儀直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體胚胎分割3.過(guò)程：盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下分割在顯微鏡下切割胚胎囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針?lè)指钺樔幼甜B(yǎng)層二分胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)做DNA分析，鑒定性別已知性別胚胎胚胎移植牛胚胎性別鑒定和分割示意圖?胚胎分割4.優(yōu)點(diǎn)和局限性?xún)?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(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義。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(dòng)物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問(wèn)題。分析胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)1.在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。否則，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，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(wèn)題。分析胚胎分割時(shí)的注意事項(xiàng)2.做性別鑒定時(shí)為什么選取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行DNA分析？①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，如果取了內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，可能會(huì)影響胎兒以后的發(fā)育。②滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂和細(xì)胞分化形成，具有相同的遺傳物質(zhì)。胚胎分割動(dòng)物和體細(xì)胞核克隆動(dòng)物的異同項(xiàng)目胚胎分割動(dòng)物體細(xì)胞核克隆動(dòng)物相同點(diǎn)都屬于無(wú)性繁殖或克隆，最終技術(shù)是胚胎移植不同點(diǎn)