高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第四节 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体教案配套课件ppt

这是一份高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第四节 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体教案配套课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了胚胎工程，一体外受精，二胚胎体外培养，基本过程，想一想，四胚胎分割等内容，欢迎下载使用。

第四节 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体（2）
体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割
１．含义：通常指各种胚胎操作技术。
3．研究的重点内容（基本操作技术）：主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割等。
2．研究对象： 主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物动物。 技术操作的主要对象是生殖细胞、受精卵和早期胚胎。
通过体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植和胚胎分割可对胚胎进行处理并发育成个体。
1、概念： 哺乳动物的卵子和精子在体外人工控制的环境（试管）中完成受精作用的过程.
思考：体内受精包括哪几个过程？
受精过程大体包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程
原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞发育成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎。
（1）人工采集精子和获能培养：
①从卵巢中获得未成熟的卵母细胞（输卵管内采集的为成熟的） a、给母体注射促性腺激素，使卵巢超数排卵。（促卵泡激素和促黄体生成激素） b、采卵技术：手术采卵（冲洗输卵管采卵）常用，通过手术可以将输卵管取出， 也可在活体内进行，回收率高。如中小型农畜兔、绵羊、山羊、猪。 非手术采卵（子宫冲卵）：无创伤性，为重复超数排卵提供了可能，如牛。②在体外进行人工培养，促进卵母细胞成熟（M∥中期）。
从附睾中取出成熟的精子，放在培养液（获能液）中培养，使精子达到获能状态，这样才能穿入到卵细胞的内部。（长期保存：液氮，-196℃）
（2）采集卵母细胞和成熟培养：
（3）人工体外受精：人工受精有体外受精和显微受精
获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境（试管）中共同培养一段时间，便可完成受精。（获能溶液或专用的受精溶液）显微受精：将完整精子或精核用显微操作仪注入卵周隙或细胞质，激活卵母细胞并完成受精，不受精子的数量、活力等因素的影响。
（4）受精卵需经过早期发育培养，才能完成植入或着床（移植到子宫内），通常移植的最适宜时期是发育到 8个细胞以上的胚胎，如：早期囊胚（5）经分娩产仔就获得“试管动物”。
注：对雌性动物超数排卵处理（注射促性腺激素），取出未成熟卵母细胞培养到M∥中期，对雄性动物的精子进行获能处理。
哺乳动物体外受精示意图
(1)从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精(　　)(2)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力(　　)
（3）.关于牛体外受精形成胚胎的叙述，正确的是(　　)A.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宫B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C.成熟卵细胞与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D.胚胎发育和受精过程只需在体外进行　
从受精卵到胚胎移植到雌性动物子宫内生长发育，这一期间需要应用人工创设的环境，对早期胚胎进行体外培养。
早期胚胎进行体外培养需要什么条件？
1、含义：（P91--2） 通过人工创造的环境对获取的早期胚胎进行体外培养.
（1）由于胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，因此发育的不同时期，需要的培养液不同，进行胚胎体外培养时，必须配置一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发育时期的胚胎。（胚胎可以移植或冷冻保存。）
培养液的成分（不同时期培养液不同）： 一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸及血清等。 二盐二酸二素一血清外加水
胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清，两者都是液体培养基。
（2）由于哺乳动物胚胎发育条件异常复杂，胚胎培养比动物的细胞培养和组织培养困难。
（3）目前，只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。
（4）要想得到“试管动物”，必须进行胚胎移植
不同的动物胚胎移植的时间不同，例如，牛、羊一般要培养到16细胞阶段(桑葚胚）或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎即试管胚胎，可在4细胞阶段移植。
体外受精
受体牛的子宫（普通母牛）
“ 试管牛 ”的培育流程图
思考：通过该过程获得的“试管动物”的生殖方式为________。 通过核移植获得的“克隆动物”的生殖方式为________。
通过胚胎移植可以提高良种牛的繁殖能力
(4)早期胚胎体外培养必须配制一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发育时期的胚胎(　　)(5)早期胚胎培养和动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(　　)(6)试管婴儿的受精、发育都是在体外进行的(　　)(7)试管婴儿属于无性生殖(　　)(8)体外受精获得的受精卵可以直接移植到母体子宫内(　　)
（9）.(2019·杭州高二检测)胚胎早期培养需要用液体培养基，其成分是(　　)A.水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等B.蔗糖、水、无机盐、维生素、激素C.蔗糖、水、无机盐、氨基酸、核苷酸、血清D.水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉
要想得到“试管动物”，必须进行胚胎移植
（三）胚胎移植—— “借腹怀胎”
注意：（1）供体母畜必须是遗传性状优良的，经济价值高，而受体母畜可以是常见的或存量大的品种（具有正常的孕育、生殖后代的能力）。（2）通常移植时期是发育到 8个细胞以上的胚胎，如早期囊胚（3）移植的胚胎可以来自试管（体外受精），也可以取自输卵管或子宫角（体内受精）；
无法进行全体外胚胎培养。是胚胎工程获得后代的唯一方法。
胚胎移植技术是指雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为个体的技术。
同期发情（同步孕）： 主要是借助外源激素（一般用孕激素）剌激卵巢和子宫内膜增生，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢和子宫生理机能都处于相同的阶段。
同期发情处理（孕激素）
超数排卵（促性腺激素）
获取早期胚胎（体外培养后）
分娩（胚胎移植的犊牛）
知能拓展：胚胎移植过程中两次使用激素： 第一次用孕激素对受体和供体进行处理，使其同期发情、排卵； 第二次用促性腺激素对供体进行处理，使其超数排卵
（3）供体的胚胎在受体的子宫着床，并生长发育，最后产生下供体的子代。
（1）供体母畜经发情排卵并经配种后，在一定时间后，从其生殖器官中（输卵管或子宫角）取出早期胚胎。
（2）将早期胚胎移植到另一头与供体同期发情、排卵，但未经配种的母畜（受体）的相应部位（输卵管或子宫角）。
5、意义：（1）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 （2）一胎多产，大量节省购买种畜的费用 （3）缩短供体本身的繁殖周期 （4）可用于保护珍稀动物。
4、胚胎移植成功的条件：（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同（同期发情）。
6、实质：胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
7.胚胎移植的生理学基础①供体与受体相同的生理环境：哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎处于游离状态：哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对外来胚胎的认可：大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。④供体胚胎与受体正常联系的建立：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
移植胚胎的4种可能来源及生殖方式
1.胚胎移植是所有动物获得后代的唯一方法(　　)2.目前，胚胎移植是胚胎工程获得后代的唯一方法(　　)
3．（２０１５ 浙北名校联盟期中）下列关于动物胚胎移植的叙述中，错误的是（　　）Ａ．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植 Ｂ．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态Ｃ．超数排卵技术要使用一定的激素 Ｄ．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
4．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是(　　)A．防止受体牛不愿意接受胚胎B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育C．只要发情排卵后，供、受体生理状态各阶段时间内的变化完全相同D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强
5.下列有关胚胎工程及其应用的叙述中，错误的是(　　)A.体外受精和胚胎发育的研究为胚胎工程提供了理论基础B.胚胎移植技术可在畜牧业生产中加速育种进程C.桑椹胚、囊胚是进行胚胎移植的最佳时期D.促进动物超数排卵的激素主要是垂体产生的促性腺激素　
解析　胚胎工程的许多技术实际是在体外条件下对动物的自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作，另一方面体外受精本身属于胚胎工程。
若体外受精或超数排卵后得到的胚胎通过胚胎移植均成活，则可获得的个体数与受精卵数目有何关系？
能否使一个受精卵发育过来的早期胚胎发育成多个个体？同卵双胞胎是否了解？
1、含义：借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。
在（光学）显微镜下用切割针或切割刀把胚胎（囊胚）分开；或采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开
2、分割方法：机械法(切割针、切割刀) 或酶处理
（１）将发育良好的胚胎（囊胚）移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开；或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开；（２）分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到早期囊胚阶段再移植到受体内，着床发育产仔。
后代具有相同的遗传物质（基因型相同）。
可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。（否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步的发育，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。）②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。（切割损伤或营养物质过少细胞不能发育）同卵双生成功率最高。③胚胎分割可看作无性繁殖或克隆
8.优点：用胚胎分割可获得同卵孪生后代，成倍增加胚胎数量，因此在畜牧生产上常通过该技术来快速繁殖优良种畜。胚胎分割还可以用来培养遗传特性相同的动物群， 可消除遗传差异，提高实验结果的准确性。胚胎分割取样还可以用于胚胎性别的鉴定及遗传检测。
9.问题：例如，同一胚胎分割后获得的后代，在理论上遗传性状应该完全一致，但事实并不是这样，人们发现6~7日龄牛胚胎分割后，同卵双生牛的毛色和斑纹并不完全相同，而在2个细胞阶段分割，却表现出遗传的一致性。这种现象与胚胎细胞的分化有密切关系，但我们对不同阶段胚胎细胞的分化时间和发育潜力了解还很不够需要进一步研究。
7.成果：二分割的后代：小鼠、家兔、猪、山羊、绵羊和牛 四分割的后代：小鼠、绵羊和牛
(3)c过程名称为________，一般是对发育到________________(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
6.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(　　)7.胚胎分割只能借助显微操作利用切割针或切割刀进行分割(　　)
10．下图表示试管山羊的培育流程图请据图回答：（１）胚胎工程的研究对象是______动物，试管山羊的培育过程中涉及的胚胎工程技术有：_______________________________________。（2）甲过程为了获取更多的卵母细胞需要对卵巢进行_________处理，获取的卵母细胞经培养成熟后可与___________在体外合适的环境下共同培养一段时间完成受精作用。
体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植
10．下图表示试管山羊的培育流程图请据图回答：（３）下列关于丙过程的叙述正确的是（ ）Ａ．该过程为细胞培养，目的是获取更多的受精卵Ｂ．该过程为胚胎体外培养，目的是让胚胎具有着床能力Ｃ．该过程中所用的培养液成分往往是相同的Ｄ．对培养液的改进目前也可将部分动物直接培养成试管动物（４）为了快速繁殖该山羊，还可在丁过程前对早期胚胎进行________，经培养后再分别移植到___________________的母羊的相应部位。（５）为了获得在乳汁中含有复合单克隆抗体的转基因母羊，则目的基因的受体细胞是（ ）Ａ效应Ｂ 细胞 Ｂ乳腺细胞 Ｃ受精卵 Ｄ所有体细胞均可