第二章細(xì)胞工程人教版·選擇性必修3第二課時

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用第3節(jié)

胚胎工程問題探究：1982年世界首例“試管牛”犢問世，我國首例轉(zhuǎn)基因試管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海誕生。情景資料：思考·討論：1.“試管?！笔窃趺椿厥拢?.“試管?！笔菓?yīng)用哪些技術(shù)生產(chǎn)的？1.試管動物技術(shù)①試管動物的概念：試管動物是指通過人工操作使卵子在體外受精，培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個體。②試管動物的產(chǎn)生過程：試管動物體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植受體母牛(代孕)精子卵子受精卵早期胚胎試管牛③涉及的胚胎工程技術(shù)：體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植試管動物克隆動物發(fā)育起點(diǎn)生殖方式技術(shù)手段核遺傳物質(zhì)核遺傳規(guī)律受精卵重構(gòu)胚有性生殖無性生殖體外受精、胚胎移植動物細(xì)胞核移植技術(shù)、胚胎移植來自父本、母本來自核供體遵循不遵循

知識拓展：比較試管動物和克隆動物

核移植體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植克隆牛重組細(xì)胞受精卵試管牛試管動物1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個步驟？2.卵母細(xì)胞的培養(yǎng)的目的是什么？3.離心的目的是什么？4.精子與卵細(xì)胞如何完成體外受精？5.受精卵如何培養(yǎng)？閱讀P60文字及圖2-22，思考以下問題：體外受精一1.過程：包括_______________、

和

等步驟。卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細(xì)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)獲能處理適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液體外受精一卵母細(xì)胞的采集體外受精一采集方法適用范圍采集過程培養(yǎng)輸卵管采卵卵巢采卵屠宰動物的卵巢采卵活體采卵實(shí)驗(yàn)動物以及家畜大型動物或大家畜小鼠、兔、豬、羊牛、馬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。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。可直接與獲能的精子在體外受精。采集后的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。（不需要）（需要）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A23187溶液中，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

處理精子獲能知識延伸精子的采集精子的采集和獲能假陰道法、手握法和電激法。精子的獲能體外受精一1.體外受精技術(shù)過程卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)去除精漿（含有抑制精子獲能的物質(zhì)），提取純度較高精子，以利于精子獲能。早期胚胎培養(yǎng)的基本條件：①營養(yǎng)條件、②無菌、無毒的環(huán)境條件③適宜的溫度、pH和滲透壓、④適宜的氣體環(huán)境目的在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程采集培養(yǎng)精子獲能處理將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液（肝素、Ca2＋載體）中使其獲能CO2培養(yǎng)箱體外受精一2.體外受精技術(shù)的意義為胚胎移植提供可用的

。

提高動物

能力的有效措施體外受精一胚胎繁殖1.胚胎移植的概念：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物細(xì)胞核移植技術(shù)、胚胎分割等供體和受體:供體：提供胚胎的個體遺傳性狀

，生產(chǎn)能力

。產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：受體：接受胚胎的個體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長的

和

任務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：2.胚胎移植的實(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。胚胎移植二

指將通過

得到的胚胎，移植到

、

的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同優(yōu)良強(qiáng)妊娠育仔（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精優(yōu)良公牛3.胚胎移植的過程外源促性腺激素處理注射雌激素或孕激素目的：誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。使它們處于相同的生理環(huán)境，這樣供體的胚胎移入受體后，不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。胚胎移植二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。胚胎移植二知識延伸比較自然受精、人工授精和體外受精項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過程場所相同點(diǎn)雌雄動物交配完成雌性動物輸卵管中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、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中(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（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查優(yōu)良公牛沖卵3.胚胎移植的過程外源促性腺激素處理注射雌激素或孕激素目的：從輸卵管或子宮角排出早期胚胎（早期胚胎處于游離狀態(tài)，容易收集）目的：誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。使它們處于相同的生理環(huán)境，這樣供體的胚胎移入受體后，不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。胚胎移植二（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植優(yōu)良公牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）沖卵不同動物胚胎移植時間不同每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經(jīng)移植可產(chǎn)生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。胚胎移植二3.胚胎移植的過程產(chǎn)下的子代性狀取決于所用父本和供體，性別取決于父本。桑葚胚或囊胚階段供體、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（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）供體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）受體母牛多種激素同期發(fā)情處理促性腺激素超數(shù)排卵供體公牛發(fā)情配種或人工受精收集胚胎并檢查胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）②進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。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（雌激素或孕激素）；2.該過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查；3.胚胎移植成功與否要有兩個條件：①一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。第二次用于供體的超數(shù)排卵（促性腺激素）。第二次對受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。胚胎移植二注意說明自主閱讀課本P61內(nèi)容，回答以下問題。1.將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？2.需要在胚胎移植前對受體進(jìn)行怎樣的操作？3.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？4、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？同期發(fā)情處理不能，需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體體內(nèi)?；静粫凸w保持一致胚胎移植二4.胚胎移植的意義：①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的

。②大大縮短了

本身的繁殖周期。③對供體施行

處理后，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。供體：提供胚胎的個體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：受體：接受胚胎的個體有健康體質(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)選擇標(biāo)準(zhǔn)：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(yīng)用。胚胎移植二5.地位：繁殖潛力供體超數(shù)排卵內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分開，形成一模一樣的雙胞胎。同卵雙胞胎的形成示意圖從社會中來啟發(fā)：可以進(jìn)一步挖掘動物的繁殖能力的技術(shù)有哪些？體外受精胚胎移植胚胎分割應(yīng)用胚胎分割技術(shù)獲得的三卵六羔羊胚胎分割三請同學(xué)們自主閱讀教材P62-63，小組合作思考討論完成問題。1、胚胎分割的概念？理論依據(jù)？2、胚胎分割后代遺傳特點(diǎn)？生殖方式？3、所需儀器設(shè)備和工具？4、胚胎分割的對象？選擇此時期進(jìn)行分割的原因？5、分割囊胚期的胚胎為什么將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？6、做性別鑒定時選取哪部分細(xì)胞進(jìn)行DNA分析？為什么？7、分割后胚胎的去向？8、意義？局限性？1.胚胎分割的概念特點(diǎn)：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。理論基礎(chǔ)：動物胚胎細(xì)胞的全能性顯微操作儀體視顯微鏡2.胚胎分割的設(shè)備分割刀

胚胎分割三

指采用機(jī)械方法（切割針、切割刀）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)。

分割針早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性。3.胚胎分割的過程：①滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎盤和胎膜，不發(fā)育胎兒的組織或器官，不會對胎兒產(chǎn)生影響。②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來自同一個受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質(zhì)。囊胚若沒有均等分割，會出現(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)育等問題。胚胎分割三(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，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分割，在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(3)分割后的胚胎可直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等。胚胎分割三3.胚胎分割的過程①促進(jìn)優(yōu)良動物品種的

。③在胚胎移植前，進(jìn)行

等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。②產(chǎn)生的遺傳性狀

的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；胚胎分割三繁殖相同性別鑒定、遺傳病篩查4.胚胎分割的意義

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。胚胎分割三5.胚胎分割的局限性胚胎工程技術(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)【概念檢測】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，苴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)。（

）×××教材P64?練習(xí)與應(yīng)用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?？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(bǔ)充完整。(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？可以對雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。(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？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。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植教材P64?練習(xí)與應(yīng)用1.如圖為哺乳動物受精作用及胚胎發(fā)育示意圖，a、b代表兩個不同的發(fā)育階段，下列敘述不正確的是(

)A．①過程發(fā)生了同源染色體的分離和自由組合B．②過程細(xì)胞通過有絲分裂的方式增殖，單個細(xì)胞體積減小C．a(chǎn)中含有全能細(xì)胞D．④過程不同細(xì)胞基因表達(dá)存在差異2.如圖表示高等動物的個體發(fā)育過程，下列說法正確的是()A．圖中①過程表示胚胎發(fā)育B．由受精卵形成囊胚的過程中進(jìn)行卵裂，每個細(xì)胞的體積不斷增大C．原腸胚的三個胚層將逐漸分化形成各種組織、器官等D．原腸胚階段的細(xì)胞都是全能細(xì)胞CA?當(dāng)堂檢測3.下圖表示通過體外受精和胚胎移植培育牛的過程。下列敘述正確的是A.采集的精子不經(jīng)處理就可以進(jìn)行體外受精B.②過程需要精子與卵子接觸，完成信息傳遞C.桑葚胚的形成是細(xì)胞分化的結(jié)果D.④過程屬于胚胎移植，圖中的母體為供體√?當(dāng)堂檢測4.梅花鹿胚胎移植實(shí)驗(yàn)的主要流程：①供體超數(shù)排卵→②配種→③胚胎收集→④對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查→⑤胚胎移植→子代梅花鹿。下列相關(guān)敘述正確的是A.①過程需要注射有關(guān)激素，目的是獲得更多的卵原細(xì)胞并完成減數(shù)分裂B.③過程是以哺乳動物早期胚胎在輸卵管或子宮中處于游離狀態(tài)為前提C.④可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或原腸胚期D.⑤過程中移植的胚胎必須與受體血型相同√?當(dāng)堂檢測5.胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，關(guān)于這一技術(shù)的敘述，正確的是()

A.胚胎分割可以將早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎C.胚胎分割技術(shù)屬于有性生殖方式，因此不屬于克隆D.胚胎分割技術(shù)可以分割任意時期胚胎B解析胚胎分割常選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作是動物無性繁殖或克隆的方法之一。?當(dāng)堂檢測6.下圖表示研究人員利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，下列相關(guān)說法正確的是()

A.①代表體外受精，與體內(nèi)