1、胚胎工程技术及其应用第第2 2课时课时19781978年世界首例试管婴儿年世界首例试管婴儿 露易丝露易丝.布朗布朗19881988年中国首例试管婴儿年中国首例试管婴儿 郑萌珠郑萌珠试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。一.体外受精1.过程：包括 、和 等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精成熟培养成熟培养（MIIMII）获能处理获能处理适当的培养液适当的培养液有性生殖有性生殖2、意义：1.1.是提高动物繁殖能力的有效措施是提高动物繁殖能力的有效措施2.2.为胚胎移植提供可用的胚胎为胚胎移植提供可用的胚胎二.胚胎移植1.定义：将通过体外受精及其他方式得
2、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，使之继续发育为新个体的技术。体内受精、转基因、核移植等体内受精、转基因、核移植等供体：受体：遗传性状优良，生产能力强遗传性状优良，生产能力强有健康体质和正常繁殖能力有健康体质和正常繁殖能力桑葚胚或囊胚桑葚胚或囊胚子宫子宫2.过程：供体、受体的选择和处理配种或人工授精胚胎的收集、检查、培养或保存 胚胎的移植 移植后的检查优良供体母牛优良供体母牛优良公牛优良公牛受体母牛受体母牛（遗传性状优良遗传性状优良，生产能力强），生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）（有健康体质和正常繁殖能力）超数排卵处理处理进行进行同期发情处理处理受体发情受体发情
3、用用外源外源促性腺激促性腺激素素，诱发卵巢排，诱发卵巢排出比自然情况下出比自然情况下更多的成熟卵子。更多的成熟卵子。（遗传性状优良遗传性状优良，生产能力强）生产能力强）发情配种或人工发情配种或人工授授精精收集胚胎并检查收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月正常繁殖或两三个月后进行另一次移植后进行另一次移植移植胚胎移植胚胎对受体进行对受体进行妊娠妊娠检查检查具有优良性状的后代具有优良性状的后代（一般用（一般用孕激素孕激素）思考讨论 胚胎移植的生理学基础1.1.将检验合格的胚胎移植到将检验合格的胚胎移植到任何一个受体任何一个受体的子宫内，胚胎都能正的子宫内，胚胎都能正常发育吗常发育吗?如果不能，在胚胎移
4、植前应该对受体进行怎样的处理如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?不一定能正常发育。一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体不一定能正常发育。一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，在移植前应对受体进行同期发情处理。子宫内，在移植前应对受体进行同期发情处理。2.2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?受体对来自供体的胚胎受体对来自供体的胚胎基本上不发生基本上不发生免疫排斥反应免疫排斥反应。2.2.胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体一致还是胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体一致还是受体一致？为什么
5、受体一致？为什么?与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传特性在孕育过程中不会发生任何变化。联系，其遗传特性在孕育过程中不会发生任何变化。早期胚胎早期胚胎体外受精体外受精体内受精体内受精核移植核移植转入目的基因的受精卵转入目的基因的受精卵胚胎分割胚胎分割有性生殖无性生殖胚胎移植胚胎移植3、实质：早期胚胎在早期胚胎在相同生理环境相同生理环境条件下条件下空间位置的转移空间位置的转移。4、意义：受体子宫孕育受体子宫孕育个体个体可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力大大缩短了供
6、体本身的繁殖周期大大缩短了供体本身的繁殖周期使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍三.胚胎分割1.定义：采用采用机械方法机械方法将将早期胚胎早期胚胎切割成切割成2 2等份、等份、4 4等份或等份或8 8等份等，经移等份等，经移植植获得获得同同卵卵双胎或多胎的技术。双胎或多胎的技术。桑葚胚或囊胚2.繁殖方式：无性繁殖（克隆）无性繁殖（克隆）3.主要仪器：体视显微镜、显微操作仪体视显微镜、显微操作仪工具：分割针分割针或或分割刀分割刀4.注意事项：选择发育良好的、形态正常的选择发育良好的、形态正常的桑葚胚桑葚胚或或囊胚囊胚分割囊胚时，要分割囊胚时，要将将内细
7、胞团均等分割内细胞团均等分割5.胚胎去向：直接移植给受体直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体或经体外培养后，再移植给受体6.过程：盛有盛有操作液操作液的培养皿中，在显微镜下分割的培养皿中，在显微镜下分割囊胚腔囊胚腔透明带透明带滋养层滋养层内细胞团内细胞团胚胎移植胚胎移植分割针分割针做做DNADNA分析，鉴定性别分析，鉴定性别二分胚二分胚内细胞团内细胞团分割针分割针已知性别胚胎已知性别胚胎牛胚胎牛胚胎性别鉴定性别鉴定和和分割分割示意图示意图胚胎分割动态演示7.意义：可以可以促进促进优良动物品种的优良动物品种的繁殖繁殖产生的产生的遗传性状相同的后代遗传性状相同的后代是进行遗传学是进行遗传学研
8、究的宝贵材料研究的宝贵材料在胚胎移植前，进行在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查性别鉴定、遗传病筛查等，对于等，对于人工控制人工控制动物性别、动物繁育健康后代动物性别、动物繁育健康后代有重要意义有重要意义8.局限性：存在一些问题存在一些问题，如如刚出生动物体重偏低刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹毛色、斑纹可能可能存在差异存在差异等。等。采用胚胎分割技术产生采用胚胎分割技术产生同卵多胎同卵多胎的可能性是有限的的可能性是有限的.分割次数越多分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以，目前仍然以二分胚胎二分胚胎的分的分割和移植效率最高割和移植效率最高。1.1.体外受
9、精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。技术。判断下列相关表述是否正确。(1)(1)采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（）(2)(2)经胚胎移植产生的后代，经胚胎移植产生的后代，其其遗传特性与受体保持一致。遗传特性与受体保持一致。（）(3)(3)进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检査，以防止发生免进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检査，以防止发生免疫排斥反应。疫排斥反应。（）一、概念检测一、概念检测2.2.杜泊羊以其生长速度快、肉质
10、好等优点，杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。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。品种。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。(1)请将图中括号内的内容补充完整请将图中括号内的内容补充完整。体外胚胎培养体外胚胎培养 (2)为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理？为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理？(3)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？超数排卵处理超数排卵处理成熟
11、培养成熟培养胚胎移植胚胎移植获能处理获能处理(1)试管动物的制备属于无性繁殖试管动物的制备属于无性繁殖()(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移()(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，也可直接移植受精卵也可直接移植受精卵()(4)超数排卵需外源促性腺激素超数排卵需外源促性腺激素()判断正误判断正误(5)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植移植()(6)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等
12、对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割分割()(7)胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖无性繁殖()1.下列有关试管动物的说法，正确的是下列有关试管动物的说法，正确的是()A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子D.试管动物的繁殖方式为无性生殖试管动物的繁殖方式为无性生殖典题应用典题应用B
13、 B2.(2022福建福州一中高二月考福建福州一中高二月考)牛胚胎移植的基本程序如图所示，下列牛胚胎移植的基本程序如图所示，下列说法错误的是说法错误的是()A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎B.图中图中a指的是超数排卵，可用激素促进该过程指的是超数排卵，可用激素促进该过程C.图中图中c表示胚胎移植表示胚胎移植D.应把早期胚胎移植到处于发情状态的母牛的输卵管中应把早期胚胎移植到处于发情状态的母牛的输卵管中D D3.如如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述叙述不不正确正确的是的是(
14、)A.甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞B.图中图中a过程包括桑葚胚、过程包括桑葚胚、囊胚阶段囊胚阶段C.胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状D.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CC4.试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于精，并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于试管动物技术的叙述，
15、不正确的是试管动物技术的叙述，不正确的是()A.该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞B.运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖C.可实现优良品种的快速、大量繁殖可实现优良品种的快速、大量繁殖D.运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行D D5.无论是转基因、核移植还是体外受精所获得的胚胎，都必须移植给受无论是转基因、核移植还是体外受精所获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代，下列有关说法错误的是体才能获得后代，下列有关说法错误的是()A.胚胎工程的最终技术环节一般都是胚胎
16、移植胚胎工程的最终技术环节一般都是胚胎移植B.进行同期发情处理，有助于使受体生理状态适于接受移植的胚胎进行同期发情处理，有助于使受体生理状态适于接受移植的胚胎C.胚胎移植的生理学基础包括受体不会对移植胚胎发生免疫排斥反应胚胎移植的生理学基础包括受体不会对移植胚胎发生免疫排斥反应D.对牛进行胚胎移植时，供体公牛、母牛和受体母牛必须是同一品种对牛进行胚胎移植时，供体公牛、母牛和受体母牛必须是同一品种D D6.如图表示牛胚胎移植的流程，其中如图表示牛胚胎移植的流程，其中表示相应的操作流程。下列表示相应的操作流程。下列相关叙述错误的是相关叙述错误的是()A.过程过程是注射相关激素，使供是注射相关激素，
17、使供、受体受体同期发情同期发情B.过程过程是注射促性腺激素，是注射促性腺激素，使使 供体供体超数排卵超数排卵C.过程过程主要涉及人工授精和主要涉及人工授精和从从 卵巢卵巢中冲取胚胎中冲取胚胎D.过程过程的主要目的是选择适合移植的胚胎的主要目的是选择适合移植的胚胎CC7.下列关于胚胎分割技术的说法，错误的是下列关于胚胎分割技术的说法，错误的是()A.被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎B.要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个体遗传物质要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个体遗传物质差差 异异过大过大C.来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
18、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质D.胚胎分割是进行动物克隆的方法之一胚胎分割是进行动物克隆的方法之一B B8.如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是正确的是()A.代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能B.代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段C.代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团D.代表胚胎移植，移植之前需要对供体和
19、受体进行同期发情处理代表胚胎移植，移植之前需要对供体和受体进行同期发情处理D D9.研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究，结果如下表。下列相关叙述错误的是研究，结果如下表。下列相关叙述错误的是()分割分割胚胎胚胎培养液培养液桑葚胚桑葚胚囊胚囊胚分割胚胎数分割胚胎数分割分割成功成功率率(%)分割胚胎数分割胚胎数 分割成功率分割成功率(%)PBS2075.02680.8TCM1993880.33384.8DMEM4480.74281.0合计合计10278.910182.2A.应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊
20、胚进行胚胎分割应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割B.结果显示在结果显示在DMEM培养液中分割效果优于其他两种培养液培养液中分割效果优于其他两种培养液C.分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差D.胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖B B10.随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图表示随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体甲是良种荷斯坦高产奶牛，供体胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体甲是良种荷斯坦高产奶牛，供体乙是
21、健康的黄牛，下列相关叙述不正确的是乙是健康的黄牛，下列相关叙述不正确的是()A.应用应用中获得的良种小牛，中获得的良种小牛，遗传物质遗传物质 来源于来源于供体甲和供体乙，性别为雌性供体甲和供体乙，性别为雌性B.应用应用、所用的受精卵只能所用的受精卵只能来源来源 于于体外受精，且精子必须进行体外受精，且精子必须进行获能处理获能处理C.应用应用中对囊胚阶段的胚胎进行分割中对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要时，要注意将内细胞团均等分割注意将内细胞团均等分割D.应用应用中对细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官，用于器官中对细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官，用于器官移移 植植的研究的研究B
22、B11.(2022黑龙江大庆黑龙江大庆高高二期末二期末)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关快速繁殖。下列相关叙述叙述不不正确正确的是的是()A.对供体和受体母牛都要对供体和受体母牛都要进行进行同期发情同期发情处理处理B.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎C.对冲卵获得的胚胎可以取滋养层细胞进行性别鉴定对冲卵获得的胚胎可以取滋养层细胞进行性别鉴定D.胚胎移植的动物都是有性生殖的产物胚胎移植的动物都是有性生殖的产物D D12.(2022吉林长春吉林长春高高二月考二月考)印度沙漠猫是一种
23、珍稀猫科动物，通过胚胎印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是正确的是()A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分成分相相同同B B13.(2022广东汕头广东汕头高高二期末二期
24、末)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，图所示，a、b、c表示现代工程技术，表示现代工程技术，、表示其结果，下列表示其结果，下列说说法正确法正确的是的是()A.若若a是核移植技术，是核移植技术，反应了动物细胞也反应了动物细胞也具有具有 全能性全能性B.若若c是胚胎分割技术，是胚胎分割技术，中个体的基因型和中个体的基因型和表表 型型一定相同一定相同C.中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物D.若若b是体外受精技术，则是体外受精技术，则为良种家畜快速大量繁殖提供了可能为良种家畜快速大量繁殖提供了可能D
25、 D14.据有关资料显示，某国已允许以医学手段培育据有关资料显示，某国已允许以医学手段培育“三亲婴儿三亲婴儿”。三亲婴。三亲婴儿的培育过程可选用如图所示技术路线。儿的培育过程可选用如图所示技术路线。请据图回答下列问题：请据图回答下列问题：(1)由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_激素激素，促使一次有更多的卵泡发育，促使一次有更多的卵泡发育。促性腺促性腺(2)重组细胞需培养到重组细胞需培养到_期，重组细胞体外培养所需的气体主要是期，重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和和CO2，CO2的主要作用是的主要作用是_。(
26、3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_和和_等技术等技术。M中中维持培养液的维持培养液的pH早期胚胎培养早期胚胎培养胚胎移植胚胎移植(4)三亲婴儿的培育技术三亲婴儿的培育技术_(填填“能能”或或“不能不能”)避免母亲的线粒体遗避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而传病基因传递给后代，而_(填填“能能”或或“不能不能”)避免母亲的红避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体中绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体中_(填比例填比例)来自来自母亲提供的细胞核。母亲提供的细胞核。能能不能不能1/2(或或50%)15.为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息回答下面的问题：据图示信息回答下面的问题：(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物工程技术有试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物工程技术有_等等。(2)用来促进用来促进B牛多排卵的激素是牛多排卵的激素是_激素激素。E牛的性别是牛的性别是_。动物细胞动物细胞培培养养、胚胎移植、胚胎移植促性腺促性腺雌性或雄性雌性或雄性(3)产生产生F牛的理论依据是牛的理论依据是_，其繁殖方式属于，其繁殖方式属于_。动物体细胞核具有全能性动物体细胞核具有全能性无性繁殖无性繁殖
