第二节第二节 良种化胚胎工程及其新进展良种化胚胎工程及其新进展【课标要求课标要求】1、掌握哺乳动物体外受精的步骤及早期胚胎培养的条件、掌握哺乳动物体外受精的步骤及早期胚胎培养的条件2、掌握胚胎工程的应用及胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的定义、掌握胚胎工程的应用及胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的定义3、了解胚胎工程的新进展、了解胚胎工程的新进展【学习指导学习指导】重点重点1、人工授精的步骤、早期噢诶太培养的条件、人工授精的步骤、早期噢诶太培养的条件2、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的定义、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的定义【知识梳理知识梳理】一、人工受精：哺乳动物的体外受精：主要包括 、 和 等步骤。属于 过程。 （1）卵母细胞的采集和培养：对体型小的动物用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，称为超数排卵，卵母细胞要在体外人工培养成熟后，才能与 受精。（2）精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行 处理。（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用受精溶液中完成受精过程。人工授精技术是指用相应的器械采集 ，再将其注入到正在发情的 ，使母畜受孕的过程。人工授精是为了发挥优良公畜的优良品质。步骤：首先 其次 第三 第四 优点： 二、胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。a）培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等注意与动物细胞培养液成分的比较；b）胚胎发育到适宜阶段时，可将培养的胚胎取出，向受体移植或冷冻保存。三、 胚胎工程的应用目前，胚胎工程应用较多的是家畜的胚胎移植、胚胎分隔、体外生产胚胎胚胎移植、胚胎分隔、体外生产胚胎技术。1、胚胎移植：（1）概念：将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、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。（2）优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。（3）胚胎移植的生理学基础： 同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的对供体和受体进行同期发情处理； 早期胚胎形成后处于游离状态，为胚胎的收集提供可能； 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体的存活提供了可能； 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。（4）胚胎移植的程序： 对供、受体母牛进行选择，选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。用激素进行同期发情处理； 对供体母牛用促性腺激素做超数排卵处理； 选同种优秀公牛配种或人工授精有性生殖过程； 对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第 7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。 对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。 直接向受体进行胚胎移植或放入196的液氮中保存。 胚胎移植； 移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。 产下胚胎移植的犊牛。2、胚胎分割：（1）概念：用机械方法将早期胚胎切割成 2、4、8 等分等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。由于来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。（2）基本过程：选择良好的桑椹胚或囊胚（期间的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可以用于胚胎分割）移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。 （注意：对囊胚阶段的胚胎分割时，内细胞团要均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育） 。3、胚胎干细胞（ES 或 EK 细胞）（1）概念：由早期胚胎（囊胚）或原始性腺（胎儿）中分离出来的一类细胞，又叫ES 或 EK 细胞。（2）特征：具有胚胎细胞的特征，在形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。在体外培养下，ES 细胞可以只增殖不分化；可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。（3）应用：用于治疗人类疾病，如利用 ES 细胞诱导其分化成新的组织细胞特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复。4、胚胎干细胞的主要用途有： 可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律； 是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导 ES 细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段； 可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等； 利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能； 随着组织工程技术的发展，通过 ES 细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。五、胚胎工程的新进展1、胚胎核移植 意义 2、嵌合体 意义 3、转基因动物 举例 【习题巩固习题巩固】学&1培育“试管山羊”的基本过程如图所示，有关叙述正确的是( )A图中采集的精子可以直接和卵母细胞受精B乙表示受精作用，该过程在子宫中进行C丁过程应将原肠胚移植到与供体表现型相同的代孕母羊子宫内D可取早期胚胎(如桑椹胚、囊胚)进行均等分割以增加胚胎的数量2下列关于培育良种“试管动物”的叙述，正确的是( )A从附睾中取出的是已获能的成熟精子B采集卵母细胞前必须对良种母畜进行配种C供体包括提供配子且遗传性状优良的雌性和雄性个体D将早期胚胎移植到代孕母畜中，经发育可获得表现型与受体相同的后代3. 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植4.“试管婴儿”技术属于（ ）A胚胎移植B组织培养 C克隆技术D基因工程5、以下哪一项是胚胎工程的最终技术环节（ ）A. 胚胎分割 B. 胚胎移植 C. 胚胎培育 D. 体外生产胚胎技术6、在胚胎移植中供体的主要职能是（ ）A. 提供优良的供体基因 B. 提供优良遗传特性的胚胎 C. 提供卵细胞 D. 提供精子7、下列关于胚胎移植的叙述不正确的是（ ）A、胚胎移植全部属于无性繁殖 B、可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力C、大大缩短了供体本身的繁殖周期 D、供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎8、进行胚胎胚胎移植时最迟选择哪一时期的胚胎（ ）A、卵裂期 B、桑椹胚 C、囊胚 D、原肠胚 9、在进行囊胚切割时，要注意将( )等分。A. 透明带 B. 滋养层 C. 内细胞团 D. 囊胚腔 XK10、胚胎干细胞的特点是（ ）A.在形态上，表现为体积大，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性B.在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性C.在形态上，表现为体积小，细胞核小，核仁不明显；在功能上不具有发育的全能性D.在形态上，表现为体积大，细胞核小，核仁明显；在功能上具有发育的全能性11、奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是（ ）A通过分离出 X 精子并与卵细胞结合受精B通过分离出 X 精子和 Y 精子并与卵细胞结合受精C通过分离出 Y 精子并与卵细胞结合受精D通过分离含 X,Y 染色体的精子与卵细胞结合受精12人的血清白蛋白在临床上的需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，就可以利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白。大致过程如图所示：(1)要实现过程超数排卵，应在性成熟母牛发情期的某一阶段用 处理，然后在恰当时期进行胚胎收集，即 。通过过程采集的精子不能直接与成熟的卵细胞受精，原因是 。(2)要使人的血清白蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、 、标记基因等部分。在过程之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入人的血清白蛋白基因，宜采用 技术。(3)过程要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是 。13我国已实现部分“胚胎工程产业化” ，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，ah 为操作过程，请回答下列问题：(1)培育“试管牛 C”技术的操作流程是 (填字母)，d 操作的名称是 ，h 操作的核心是 ，受精时受体的卵母细胞处于 期。(2)图中数字标号代表的结构名称是 ， ， 。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到 阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 。(3)图中用到的激素是 ，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。【学后反思学后反思】