1、-1-二胚胎工程技术及其应用二胚胎工程技术及其应用学习目标1.概括体外受精的过程及应用。2.简述胚胎移植的基本过程及优点。3.举例说出胚胎分割的过程及应用。一、体外受精1.试管动物:通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再经移植产生的个体。2.试管动物首先要做的是体外受精。3.体外受精技术步骤:主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等。4.采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养(卵子培养至M期)和获能处理,然后才能用于体外受精。5.一般情况下,可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成受精。6.体外受精技术是提高动物繁殖能力的
2、有效措施,还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。预习反馈1.判断正误。(1)体外受精时,采集到的精子不需要做获能处理。( )(2)体外受精时,采集到的卵母细胞需要在体外培养到M期。( )(3)试管羊、克隆羊都属于无性生殖。( )2.下列不属于体外受精主要步骤的是()A.卵母细胞的采集B.卵细胞的采集C.精子的获能D.受精答案B解析体外受精的技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。具有受精能力的是M期的卵母细胞,不是成熟的卵细胞。二、胚胎移植1.概念(1)对象:通过体外受精及其他方式得到的胚胎。(2)移植条件:同种的、生理状态相同的雌性动物体内。(3)供体:在胚胎移植中提供胚胎的个体。(4
3、)受体:在胚胎移植中接受胚胎的个体。(5)地位:通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。2.过程 3.意义(1)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(2)大大缩短了供体本身的繁殖周期。(3)对供体施行超数排卵处理,可增加后代数量。预习反馈1.判断正误。(1)移植的胚胎只能来自体内受精或者体外受精直接产生的胚胎。( )(2)胚胎移植时,供体母畜需要具备优良的遗传性能。( )(3)胚胎移植后不需再对受体进行检查。( )2.下列有关胚胎移植技术的说法,不正确的是()A.移植前要对受体母牛进行同期发情处理B.受体对移入子宫的胚胎基本上不产生免疫排斥反应C.
4、胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”D.胚胎移植能充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力答案D解析胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理,以实现早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,A项正确;受体对移入子宫的胚胎基本上不产生免疫排斥反应,B项正确;胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”,C项正确;胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,D项错误。三、胚胎分割1.概念对象 早期胚胎方法 机械方法目的 获得同卵双胎或多胎特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质实质 胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一2.操作程序(1)选择胚胎:选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,将其移入
5、盛有操作液的培养皿中。(2)分割胚胎:在显微镜下用分割针或分割刀将胚胎切开。(3)分割后的胚胎可以直接移植给受体,或经体外培养后,再移植给受体。3.囊胚分割要求注意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发育。4.意义(1)促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。(2)在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。预习反馈1.判断正误。(1)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。( )(2)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( )(3)胚胎分割可看作是有性生殖。( )2.下列关于
6、胚胎分割技术的叙述,错误的是()A.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或三胎B.胚胎分割技术用机械方法切割早期胚胎C.胚胎分割技术属于无性生殖方式,因此属于克隆的方法D.胚胎分割技术应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚答案A解析胚胎分割技术可以将早期胚胎平均分割成2等份、4等份或8等份等,获得同卵双胎或多胎,A项错误;胚胎分割技术用机械方法即分割针或分割刀对早期胚胎进行平均分割,B项正确;胚胎分割技术属于无性生殖方式,因此属于克隆的方法,C项正确;胚胎分割技术应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,D项正确。探究点一探究点二探究点三体外受精体外受精情境导引下图是哺乳动物体外受精过程示意图,请据图思
7、考回答下列问题。探究点一探究点二探究点三1.受精时精子需要进行获能处理,对卵子的要求是什么?提示需要在体外培养成熟至M期。2.受精过程体现了细胞膜的哪种功能,体现了细胞膜的哪一特性?提示体现了细胞膜的信息传递功能。体现了细胞膜具有一定的流动性的特性。3.试管动物在体外就能获取,对吗?提示不对。试管动物是将获取的精子、卵母细胞处理后在体外受精,培养到一定阶段后,仍需要将胚胎移植至雌性动物(受体)体内,经妊娠后产出。探究点一探究点二探究点三归纳提升1.试管动物并非自始至终都在试管中发育,而是胚胎发育的早期在培养皿和试管中,胚胎发育的绝大部分时间在母体内。2.体外受精探究点一探究点二探究点三(1)原
8、理:人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等),使卵母细胞成熟、精子获能,最终完成受精。(2)主要步骤:卵母细胞的采集、精子的获取和受精等。(3)过程:精子进行获能处理,卵子进行成熟培养(发育到M期),再进行体外受精。特别提醒 体外受精形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖,核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖,即判断胚胎移植为何种生殖方式,关键要看胚胎是通过何种方式发育而来的。探究点一探究点二探究点三(4)比较自然受精、人工授精和体外受精 项目自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精人工获取精子、卵母细胞,在体外分别经处理后完成
9、受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中 体外培养液中相同点精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程;都是有性生殖探究点一探究点二探究点三3.克隆动物、试管动物的比较 项目克隆动物试管动物生产流程探究点一探究点二探究点三易错提醒试管动物和克隆动物的不同(1)生殖方式不同:试管动物属于有性生殖;克隆动物属于无性生殖。(2)培育的技术手段不同:试管动物需采用体外受精、胚胎移植等技术;克隆动物需采用核移植、胚胎移植等技术。(3)是否遵循遗传定律:试管动物遵循遗传定律;克隆动物不遵循遗传定律。探究点一探究点二探究点三典例剖析(多选)下图所示是利用哺乳动物的生殖细胞进行的体外受精培育试管动物的大致流
10、程。下列说法中正确的是()A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤B.获取的精子经过离心处理后,就具备了与卵母细胞受精的能力C.卵母细胞需要在体外成熟培养至M期D.胚胎早期发育的过程是受精卵囊胚桑葚胚原肠胚探究点一探究点二探究点三答案AC解析哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤,A项正确;精子经离心处理后,需要获能后才能进行受精,B项错误;卵母细胞需要在体外成熟培养至M期才能进行受精,C项正确;胚胎早期发育的过程是受精卵桑葚胚囊胚原肠胚,D项错误。探究点一探究点二探究点三活学活练下列有关人工授精、体外受精和自然受精的叙述,错误的是
11、()A.人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B.体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C.人工授精、体外受精的本质与自然受精不同D.人工授精过程中的精、卵结合在母畜体内,而体外受精中这一过程发生在体外培养液中探究点一探究点二探究点三答案C解析在人工授精时,一般选择优良品种公畜的精液进行受精作用,因此人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性,A项正确;体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能,B项正确;人工授精、体外受精的本质与自然受精相同,都是两性生殖细胞的结合,C项错误;人工授精过程中的精、卵结合发生在母畜体内,而体外受精中这一过程在体外培养液中进行,D项正确。探究点一探究点二探究点三胚胎移植胚胎移植
12、情境导引胚胎移植的基本程序是什么?下图为牛胚胎移植及早期胚胎发育过程示意图,请据图回答问题。探究点一探究点二探究点三1.牛胚胎移植过程中,通常是利用激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理(),然后用激素使供体母牛超数排卵()。 答案促性腺2.对胚胎进行质量检查()时,胚胎应发育到或阶段。 答案桑葚胚囊胚3.过程产生的犊牛的遗传物质与的遗传物质是否相同?。为什么?提示不相同因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛,且通常情况下,供体胚胎的遗传物质在孕育过程中不受受体影响。探究点一探究点二探究点三4.胚胎移植的意义是。 答案可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能5.受体是否会对来自供体的胚胎发生免
13、疫排斥反应?。 答案不会探究点一探究点二探究点三归纳提升1.胚胎移植中胚胎来源归纳探究点一探究点二探究点三2.胚胎移植的流程 配种或人工授精胚胎移植胚胎移植后的检查检查受体是否妊娠分娩探究点一探究点二探究点三特别提醒 (1)作为胚胎受体的条件:与供体是同一物种;与供体处于相同的生理状态;雌性动物。(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。探究点一探究点二探究点三典例剖析下列有关胚胎移植的叙述,错误的是()A.用激素处理胚胎移植的供体使其超数排卵B.用激素处理胚胎移植的受体使其同期发
14、情C.对胚胎移植的供体和受体进行免疫检查,以防发生免疫排斥D.克隆动物的培育和转基因动物的培育都需借助胚胎移植技术答案C解析用激素处理胚胎移植的供体使其超数排卵,A项正确;胚胎移植前要对供体和受体使用激素进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境,B项正确;不需要对胚胎移植的供体和受体进行免疫检查,因为受体子宫对移入的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,C项错误;胚胎移植是克隆动物的培育和转基因动物培育的最后环节,D项正确。探究点一探究点二探究点三活学活练胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法错误的是()A.胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,一年内可得到几头甚至几十头良种牛犊
15、B.应用胚胎移植可使母牛提高生产能力C.应用胚胎移植可以代替种畜的引进,丰富品种资源D.胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种,改良品种资源答案D解析胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,一年内可得到几头甚至几十头良种牛犊,A项正确;应用胚胎移植可使母牛提高生产能力,B项正确;应用胚胎移植可以代替种畜的引进,丰富品种资源,C项正确;胚胎移植在畜牧业生产中,不能产生新的品种,D项错误。探究点一探究点二探究点三胚胎分割胚胎分割情境导引进行胚胎分割操作时应注意什么?用于胚胎分割的胚胎有什么要求?下图为哺乳动物胚胎性别鉴定和分割示意图。请据图回答下列问题。探究点一探究点二探究点三1.胚胎分割时,一般选择
16、发育良好、形态正常的。对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要特别注意将均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物的方法之一。 答案桑葚胚或囊胚内细胞团无性生殖(或克隆)2.胚胎分割过程中分割出的少量胚胎细胞可用来做。 答案性别鉴定3.胚胎分割是否能无限分割?提示不能。因为分割次数越多,越难以做到均等分割,并且分割后胚胎恢复和发育的难度越大。探究点一探究点二探究点三归纳提升1.胚胎分割的基础(1)理论基础:细胞的全能性。(2)物质基础:每个细胞核内具有相同的遗传物质。2.胚胎均分数目用分割针或分割刀将胚胎切成2、4、8等份数,而不是
17、2、3、4、5、6等份数,这与细胞有丝分裂产生的子细胞数目,以及操作难易程度有关。探究点一探究点二探究点三3.胚胎分割的过程选发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚移入盛有操作液的培养皿中用分割针或分割刀将胚胎切开吸出其中半个胚胎,注入空透明带中,或将裸半胚移植入受体着床发育产仔探究点一探究点二探究点三4.胚胎分割的意义:加快繁殖速度,提高了胚胎的利用率。5.有关胚胎分割的三点提醒(1)分割要均等。分割囊胚的内细胞团时,一定要均等,若分割不均,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。(2)分割份数不能过多。分割的份数越多,每一份的细胞数会越少,不但难以做到
18、均等分割,而且作为囊胚期的内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此,分割的份数越多,技术难度会越大,移植后的恢复和发育的难度越大,移植成功率降低。(3)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质,该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合,属于无性繁殖或克隆。探究点一探究点二探究点三6.胚胎分割动物与克隆动物的比较 项目胚胎分割动物克隆动物胚胎来源雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎经体细胞核移植得到的胚胎生殖方式无性生殖无性生殖后代遗传特点相同相同探究点一探究点二探究点三典例剖析下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()A.甲
19、所表示的细胞不一定是受精卵B.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段C.应把移植到处于发情状态的母牛的输卵管中D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术探究点一探究点二探究点三答案A解析甲所表示的可能是桑葚胚或受精卵,A项正确;图中胚胎分割的对象为囊胚,所以a过程没有原肠胚阶段,B项错误;应把移植到处于发情状态的母牛的子宫中,C项错误;图示过程使用了动物细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术,D项错误。探究点一探究点二探究点三活学活练下列有关胚胎分割的叙述,错误的是()A.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割B.对囊胚进行胚胎分割时要保证将内细胞团均等分割C.胚胎分割产生的后代个体表现型一定完全相同D.胚胎分割可以看成是动物的无性繁殖或克隆答案C解析选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割,A项正确;对囊胚阶段的胚胎分割时,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发育,B项正确;表现型由基因型和环境共同决定,胚胎分割产生的后代个体基因型相同,表现型不一定完全相同,C项错误;胚胎分割可以看成是动物无性生殖或克隆的方法之一,D项正确。
