1、第2章 第2节 胚胎工程实验技术,第1课时 人工授精、胚胎体外培养和胚胎移植,目标导读 1.结合教材P3133图文，简述哺乳动物人工授精技术的主要步骤。 2.通过教材P33第3、4段内容，简述哺乳动物胚胎体外培养的方法。 3.阅读教材P3335内容，阐明胚胎移植前的准备。 4.结合教材P36图216，理解胚胎移植的实施和胚胎移植技术的应用。 重难点击 1.人工授精技术的主要步骤。 2.哺乳动物胚胎体外培养的方法。 3.胚胎移植的准备、实施及应用。,“超时空女婴” 1986年白血病患者克里斯在16岁时(接受放疗前)冷冻了部分自己的精子。2008年，克里斯与妻子梅洛迪决定用22年前保存的冷冻精子接
2、受试管受精手术。2008年6月，医生从梅洛迪的卵巢中提取出15枚卵细胞。最后共有7枚卵细胞受精发育成胚胎，医生将两枚胚胎植入到梅洛迪的子宫中。2009年2月25日，梅洛迪在一家医院中顺利生下了3.37千克重的女婴斯特拉。,美国医学专家称，冷藏了22年的精子依然能够孕育生命，创下了一项世界医学史纪录，斯特拉也被称作是“来自1986年的超时空女婴”。这个奇迹的诞生离不开体外授精及胚胎的早期培养等胚胎工程的实验技术，让我们一起来学习这些知识吧。,一、人工授精和胚胎体外培养,二、胚胎移植技术,达标检测,内容索引,一、人工授精和胚胎体外培养,1.精子的获取 (1)采精方法：胚胎工程中通常使用 精子，有时
3、也使用 精子。常用 的方式采集精液。 (2)精液的保存：采集的精液，通常需要加入特殊的 ，并在 下保存，如果需要长时间保存，则须将精液保存在液氮(196 )环境中。,基础梳理,射出,附睾,人工采集,稀释液,低温,2.卵细胞的获取 (1)采集部位：卵巢、 、 。 (2)采集方法 超数排卵：注射外源 (垂体产生的促卵泡激素和促黄体生成激素)，促使卵巢排出更多的成熟卵细胞。 采卵技术 a.手术采卵：冲洗 采卵，针对一些家兔、绵羊等中小型家畜。 b.非手术采卵：从 冲卵，针对于牛这样的大型家畜。,输卵管,子宫内,促性腺激素,输卵管,子宫,3.人工授精 (1)体外授精 精子获能：取成熟的附睾精子，在 中
4、培养，利用_ (如咖啡因、肝素)等使精子达到 状态。 采集成熟的卵细胞，放入含有精子的卵细胞培养液中。 检查受精情况，如果看到 形成，则已经受精。 (2)显微授精 又称辅助授精，将 用显微操作仪注入 ，激活卵母细胞并完成受精作用。优点是不受精子的 等因素的影响。,CO2培养箱,化学药物,获能,第二极体和雌雄原核,完整精子或精核,卵周隙或卵胞质,数量、活力,4.胚胎的体外培养 (1)概念：应用 的环境，对获取的 进行体外培养。 (2)培养液：由于胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有 的培养液，培养不同发育时期的胚胎。 (3)发展现状：由于哺乳动物胚胎发育条件
5、异常复杂，胚胎培养比组织培养和细胞培养困难得多。目前，只能对 的胚胎进行培养，尚无从 到 的全体外胚胎培养技术。,人工创造,早期胚胎,不同成分,少数物种不同阶段,受精卵,新生儿,下图是某种家畜体外受精的示意图，请分析：,互动探究,答案 注射促性腺激素进行超数排卵处理。,答案,1.要想获得较多的卵细胞，应对雌性动物作何处理？,2.为什么采集到的卵母细胞要进行培养？ 答案 采集到的卵母细胞发育时期可能不一样，需要培养到减数分裂的中期，才能进行体外授精。 3.受精前要对精子进行处理的目的是什么？ 答案 利用化学药物使精子达到获能状态，获得受精的能力。,答案,4.怎样判断体外授精的卵细胞已经受精了？
6、答案 在卵细胞膜和透明带间观察到2个极体或者雌雄原核形成。 5.如果要对获得的胚胎进行早期培养，能否只用一种培养液完成？ 答案 不能。要用不同成分的培养液培养不同发育阶段的胚胎。,答案,活学活用,1.下列化学物质中可使精子获能的是 A.氯化钙溶液 B.肝脏提取液 C.肝素溶液 D.氨基酸营养液,解析 一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液可诱导精子获能。,答案,解析,2.下图是通过体外授精培育小鼠的过程图，请据图回答下列问题：,答案,(1)所用的方法是用_处理，从_中采集卵细胞。 (2)是_过程，因此小鼠是_生殖方式，其常见的可遗传变异类型有_。 (3)过程是_。,促性腺激素 输卵管,受精
7、 有性,基因突变、染色体变异、基因重组,早期胚胎体外培养,检查筛选获得可移植的早期胚胎(或受精卵) 培养受精卵移入发育培养液可移植阶段 早期胚胎移植或冷冻保存,题后归纳,体外培养过程,人胚胎达到816个细胞 牛羊：桑椹胚或囊胚,二、胚胎移植技术,1.胚胎移植的概念 从经济价值较高、 优秀的母畜体内获取经过激素处理_受精发育的 ，移植到 的 的子宫内，经过妊娠产仔的技术。 2.胚胎移植前的准备 (1)胚胎的采集 来源： 、体外授精技术培育的胚胎。,基础梳理,采集方法,，如小鼠、兔、羊和猪，如马、牛等大型动物,遗传性状,超数排卵,胚胎,同期发情,代孕母,超数排卵技术,手术采集法,非手术采集法,检查
8、胚胎：只有 才能移植或保存。整个过程必须保持无菌条件，快速移植。 (2)供体、受体动物的准备 供体动物的选择：应从那些遗传性能 的健康母畜中选择。 受体动物的选择：选择那些生产性能 、数量较多、健康无病、发情周期正常的 作为移植受体。 同期发情处理 a.方法：除了对自然发情家畜进行选择外，还通常采用 使受体家畜发情同步。,完整的胚胎,优良而稳定,较低,适龄母畜,孕激素(黄体酮),b.目的：让供给胚胎的母牛和接受胚胎的母牛的生殖器官处于_ _下，移植的胚胎才能存活。 c.注意：不同的供体和受体动物使用超数排卵的激素和诱导发情的激素不同，处理的方法也不同。 (3)胚胎的保存 概念：在一定条件下使胚
9、胎 并保持重新恢复发育活性的一种方法。 方法：短期保存，放在 的培养液中；长期保存，冷冻在_中。,相同的生理,状态,停止发育,0 5 ,液氮(196 ),3.胚胎移植的实施,(1)方法,：中小型动物常用方法：大家畜采用的方法,(2)移植部位,：胚胎发育在8个细胞以内：胚胎发育多于8个细胞,4.胚胎移植技术的应用 (1)充分发挥优良母畜的 ，迅速扩大优良种群。 (2)保存品种资源，建立优良种质资源 。 (3)代替 的引进。,手术法,非手术法,输卵管,子宫角,繁殖潜力,基因库,优良种畜,如图为胚胎移植过程示意图，请探究以下问题： 1.图中A、B、C分别是哪种处理？其中A、B过程常用的激素是哪种？,
10、互动探究,答案 A：同期发情处理，一般用孕激素；B：超数排卵处理，一般用促性腺激素；C：胚胎移植。,答案,2.为什么同种动物之间进行胚胎移植易于成功？ 答案 这里的“同种”是指“同一物种”，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。 3.为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？ 答案 同期发情处理使供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。,答案,4.胚胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？,答案 不具有，后代的遗传性状是由供体决定的，受体只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。,答案,活学活用,3.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法，不正确的是 A.供体母牛必须
11、是同一物种的良种 B.受体母牛必须是同一物种的良种 C.供体公牛必须是同一物种的良种 D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,解析 胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，提供精子和卵细胞的供体必须是同一物种的良种，而受体只要求同种的健康牛即可。,答案,解析,4.进行动物胚胎移植时，必须要考虑的事项是 A.供体动物与受体动物生理状态的一致性 B.受体动物对供体胚胎的免疫排斥反应 C.受体动物的子宫与供体胚胎建立组织上和生理上的联系 D.早期胚胎能否从供体子宫内完整地分离出来,答案,(1)胚胎移植的生理学基础,知识拓展,(2)胚胎移植成功与否要有两个条件 胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
12、 进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。供、受体母畜的发情时间要一致，移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。,学习小结,1.,采精方式：_ 精液的长期保存：液氮环境中,人工授精 和胚胎体 外培养,人工授精,精子的获取,卵细胞的获取：冲洗 采卵和 冲卵,方法,体外授精：若已受精可看到 ，_形成授精,胚胎体外培养,人工采集,输卵管,子宫,第二极体,雌雄原核,显微,2.,概念：是指从经济价值较高、 优秀的母畜体内获取经过激素处理 受精发育的胚胎，移植到 的代孕母的子宫内，经过妊娠产仔的技术,胚 胎 移 植 技 术,胚 胎 采 集,手术法：适用于 等动物 非手术法：适用于 等大型
13、动物 胚胎移植：整个过程保持_ 供体、受体动物准备：不同的供体和受体动物使用超数排卵的激素和诱导发情的激素不同，处理的方法不同 胚胎的保存： 中长期保存，培养液中 下暂时保存 胚胎移植的实施：胚胎的移入位置有 和子宫角,遗传性状,超数排卵,同期发情,小鼠、兔、羊和猪,牛、马,无菌操作,液氮,0 5 ,输卵管膨大部分,2.,胚 胎 移 植 技 术,应用,一是充分发挥优良母畜的繁殖潜力，迅速扩大优良种群 二是保存品种资源，建立优良种质资源基因库 三是代替优良种畜的引进,达标检测,1,2,3,4,5,1.体外授精常用的采卵方式有 用促性腺激素处理后，从输卵管冲取卵细胞 化学诱导法 电刺激法 从活体动
14、物卵巢中吸取卵母细胞 A. B. C. D.,解析 采用注射激素的方法，使母畜产生更多的卵细胞；利用超声波引导法，从母畜体内采集卵母细胞或直接从屠宰母畜的卵巢内获取卵母细胞。,解析,答案,1,2,3,4,5,2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述不正确的是,解析,答案,A.为了获得更多的卵母细胞，需用雌性激素对雌性杜泊羊进行处理 B.卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从处死的雌羊卵巢中获取 C.从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精 D.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性,1,2,3
15、,4,5,解析 用促性腺激素促进雌性个体超数排卵，而不是雌性激素，故A错误； 采集卵母细胞的方法：用促性腺激素处理母畜，然后从输卵管中冲取卵子；从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，故B正确； 从输卵管中采集的卵母细胞，可直接与获能的精子在体外受精，故C正确； 同种生物的精子和卵细胞一般可以互相识别，发生融合，故D正确。,1,2,3,4,5,3.将雌性动物的早期胚胎或者通过体外授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的体内，以下说法不正确的是 A.这里说的同“种”是指同一“物种” B.加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦
16、奶牛，证明移植成功 C.同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功 D.不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的,解析 雌性哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官的生理变化是一样的。,解析,答案,1,2,3,4,5,4.不同动物胚胎移植的时间不同，但一般不会在下列哪个时期移植 A.卵裂期 B.桑椹胚期 C.囊胚期 D.原肠胚期,解析 一般来说胚胎分化程度越低，越有利于移植，按照哺乳动物胚胎发育的顺序：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚。在原肠胚期细胞出现了三胚层的分化，故不宜在此时期移植。,解析,答案,(1)甲过程为 ，其过程中可通过给母山羊注射_使其超数排卵
17、。 (2)乙过程的目的之一是 处理。 (3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同，乙过程的培养液为_ 或专用的受精溶液，丙过程的培养液为 。 (4)丁过程是 ，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同 的代孕母羊子宫内。,1,2,3,4,5,5.培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题：,解析,答案,卵母细胞的采集 促性腺激素,对精子进行获能,获能溶液,发育培养液,胚胎移植,1,2,3,4,5,解析 分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。 乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。 丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。 丁过程为胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动物子宫内使之继续发育为新个体。,
