第3節(jié)胚胎工程第2章細(xì)胞工程二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用情境創(chuàng)設(shè)中國(guó)首例試管嬰兒【資料】通過(guò)人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體，叫作試管動(dòng)物。試管動(dòng)物培育的過(guò)程示意圖如下：體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎

移植試管動(dòng)物培育過(guò)程中，使用了哪些技術(shù)？思考精子卵子受精卵早期胚胎受體(代孕母體)試管動(dòng)物00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。體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植試管動(dòng)物：1涉及的胚胎工程技術(shù)：2受體母牛(代孕)精子卵子早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植受精卵早期胚胎試管牛體外受精繁殖方式：3有性生殖試管動(dòng)物

克隆動(dòng)物≠【拓展】試管牛VS克隆牛

體外受精核移植早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植試管牛受精卵克隆牛比較項(xiàng)目試管動(dòng)物(嬰兒)克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)生殖類型發(fā)育起點(diǎn)遺傳物質(zhì)來(lái)源體外受精、胚胎早期培養(yǎng)、胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物體細(xì)胞核移植、胚胎移植有性生殖無(wú)性生殖受精卵核移植后的重組細(xì)胞親本雙方主要來(lái)源于供核方重組細(xì)胞體外受精卵巢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)去除精漿，以利于精子獲能(提取純度較高精子)胚胎早期培養(yǎng)的基本條件:①營(yíng)養(yǎng)條件、②無(wú)菌、無(wú)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)境目的體外培養(yǎng)1過(guò)程包括

、

和

等步驟卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精肝素等適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液采集方法適用范圍采集過(guò)程體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以及家畜大型動(dòng)物或大家畜小鼠、兔、豬、羊牛、馬利用促性腺激素促使雌性動(dòng)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(dòng)物體內(nèi)摘取卵巢，再?gòu)穆殉仓胁杉涯讣?xì)胞借助超聲波探測(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等儀器，直接從活體動(dòng)物卵巢中吸取卵母細(xì)胞?？芍苯优c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(guò)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(不需要)(需要)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)輸卵管采卵(沖取卵子)卵巢采卵屠宰動(dòng)物的卵巢采卵活體采卵提高動(dòng)物

能力的有效措施，為

提供可用的胚胎。繁殖胚胎移植體外受精2意義思考：受精卵體外培養(yǎng)到什么時(shí)期可進(jìn)行胚胎移植？牛、羊：小鼠：試管嬰兒：桑葚胚或囊胚階段可在更早的階段移植8-16個(gè)細(xì)胞階段注：胚胎發(fā)育的主要場(chǎng)所是母體。項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過(guò)程不同場(chǎng)所不同相同點(diǎn)雌雄動(dòng)物交配完成雌性動(dòng)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(guò)程雌性動(dòng)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(guò)程②都是有性生殖比較自然受精、人工授精和體外受精的異同點(diǎn)

胚胎移植是指將通過(guò)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(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。1.概念：

（1）胚胎來(lái)源：通過(guò)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(gè)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(gè)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(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)胚胎移植體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因、核移植等胚胎移植2.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。3.過(guò)程：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(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查（以牛的胚胎移植為例）正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植桑葚胚或囊胚胚胎移植（促性腺激素）直接注射性激素，通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致性腺萎縮。(一般用孕激素或雌激素)著床前沖卵確保供體和受體的生殖器官處于相同的生理狀態(tài)，使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致(放入-196℃的液氮中保存)

胚胎移植主要包括_____、_____的選擇和處理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培養(yǎng)和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等步驟。供體受體配種收集檢查檢查胚胎移植兩次使用激素用雌激素對(duì)供、受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理用促性腺激素使供體母牛超數(shù)排卵兩次檢查對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查胚胎移植胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件：胚胎移植一般應(yīng)在

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

要相同。同種生理狀態(tài)4.地位：胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)5.意義：①可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期

對(duì)供體施行________處理后，可獲得多枚胚胎，經(jīng)移植可得到多個(gè)后代，使供體生產(chǎn)下的后代數(shù)量是自然繁殖的十幾倍到幾十倍超數(shù)排卵②胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。胚胎移植胚胎移植的生理學(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；一般情況下檢查合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀況相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育在胚胎移植前應(yīng)該對(duì)受體進(jìn)行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器的生理變化同步，目的是為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境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)?受體對(duì)來(lái)自供體的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)胚胎移入的基礎(chǔ)胚胎存活的基礎(chǔ)3.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(guò)程中一般不發(fā)生變化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?

正確；胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境的一致性密切相關(guān)，只有供體、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)胚胎移植的實(shí)質(zhì)體外受精和胚胎移植·判斷正誤(1)采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)使其分裂為卵細(xì)胞才能與獲能的精子受精()(2)胚胎移植是胚胎工程中的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，移植的胚胎一般在原腸胚之前，

也可直接移植受精卵()(3)超數(shù)排卵需外源促性腺激素()×√×不能直接移植受精卵;使其發(fā)育到MⅡ期；早期胚胎具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞的全能性，能不能將一個(gè)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(guó)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(duì)小鼠、家兔、綿羊、山羊和牛等動(dòng)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

采用________將_________切割成___________________等，經(jīng)移植獲得_______________的技術(shù)1.概念：機(jī)械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵雙胎或多胎體視顯微鏡顯微操作儀（1）理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。（2）物質(zhì)基礎(chǔ)：每個(gè)細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)。2.基礎(chǔ)：3.繁殖方式：無(wú)性繁殖（克?。?.主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡、顯微操作儀分割工具:分割針或分割刀來(lái)自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此，胚胎分割可以看作動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一。胚胎分割5.過(guò)程：囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針?lè)指钺樧鯠NA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胚胎分割內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層囊胚腔滋養(yǎng)層細(xì)胞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)。發(fā)育胎盤和胎膜發(fā)育胎兒的各種組織胚胎分割分割囊胚期的胚胎做性別鑒定時(shí)應(yīng)選取哪部分細(xì)胞進(jìn)行鑒定？為什么？

進(jìn)行DNA分析目的：進(jìn)行性別鑒定目的：進(jìn)行DNA分析和性別鑒定的目的是什么？人工篩選后代動(dòng)物的性別，如獲得母牛進(jìn)行產(chǎn)奶。進(jìn)行遺傳病篩查，以防止產(chǎn)生的后代具有嚴(yán)重的遺傳病；做DNA分析，鑒定性別去向：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6.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7.注意事項(xiàng)：分割囊胚時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割8.分割后胚胎去向：直接移植給受體或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體

注意：桑葚胚尚未出現(xiàn)細(xì)胞分化，具有全能性；囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性均等分割的原因：防止影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育胚胎分割

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。胚胎分割不是分割份數(shù)越多？分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會(huì)越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率自然會(huì)降低。9.胚胎分割的優(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10.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(dòng)物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問(wèn)題。胚胎分割如果你是良種牲畜培育專家，想大量獲得良種牛，有哪些辦法？動(dòng)物細(xì)胞核移植體外受精（試管牛）胚胎分割胚胎移植人工受精社會(huì)應(yīng)用利用核移植技術(shù)、體外受精（試管嬰兒）、胚胎分割獲得胚胎，生殖方式一樣嗎？不一樣核移植——無(wú)性生殖;體外受精——有性生殖;胚胎分割——無(wú)性生殖學(xué)以致用①試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的性狀不同：前者由父本和母本共同決定，后者一般與核供體相同。②試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是無(wú)性生殖。③試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的產(chǎn)生過(guò)程不同：前者經(jīng)過(guò)了體外受精過(guò)程，后者經(jīng)過(guò)了核移植過(guò)程。④試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來(lái)源不同：前者細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來(lái)自母本和父本兩個(gè)個(gè)體，后者細(xì)胞核遺傳物質(zhì)僅來(lái)自供核親本一個(gè)個(gè)體。⑤試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的發(fā)育起點(diǎn)不同：前者的發(fā)育起點(diǎn)是受精卵，后者的發(fā)育起點(diǎn)是經(jīng)過(guò)核移植后的重組細(xì)胞。⑥獲得試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物相同之處：二者都經(jīng)過(guò)早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植環(huán)節(jié)。克隆動(dòng)物和試管動(dòng)物的異同課堂拓展胚胎分割·判斷正誤(1)桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植()(2)對(duì)桑葚胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割()(3)胚胎的產(chǎn)生過(guò)程一般是有性生殖，但胚胎分割是無(wú)性繁殖()×√×囊胚。原腸胚不行。原腸胚已分化出三個(gè)胚層，每個(gè)胚層細(xì)胞的分化方向已確定，只分割出一部分胚層細(xì)胞不可能發(fā)育為一個(gè)完整的幼體練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)（P64）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(lái)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(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查，以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。()×××練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)（P64）2、杜泊羊以其生長(zhǎng)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(guò)胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。(3)在進(jìn)行體外受精操作之前，還要對(duì)獲得的卵母細(xì)胞和精子進(jìn)行怎樣的處理?(1)請(qǐng)將圖中括號(hào)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(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理?體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植?？梢詫?duì)雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理。要對(duì)采集到的卵母細(xì)胞進(jìn)行成熟培養(yǎng)，對(duì)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死亡，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(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)我們可以使用哪些現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)人工繁育北方白犀