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1、第1课时 人工授精、胚胎体外培养和胚胎移植,第2章 第2节 胚胎工程实验技术,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。,课堂导入,“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
2、冷冻精子接受试管受精手术。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,内容索引,当堂检测,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
3、精子，有时也使用 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。,射出,附睾,基础梳理,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)体外受精 精子获能：取成熟的附睾精
4、子，在 中培养，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
5、条件异常复杂，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,问题探究,下图是某种家畜体外受精的示意图，请分析：,2.为什么采集到的卵母细胞要进行培养？,答案,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。,1.要想获得较多的卵细胞，应对雌性动物作何处理？,答案 注射促性腺激素进行超数排卵处理。,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。,5.如果要对获得的胚胎进行早期培养，能否只用
6、一种培养液完成？,答案,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。,4.怎样判断体外授精的卵细胞已经受精了？,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。,拓展应用,1.可以与获能精子进行体外授精的卵母细胞需要培养到什么时期 A.减数分裂期 B.减数分裂中期 C.桑椹胚期 D.囊胚期,解析 卵母细胞培养到减数分裂中期时才能受精，因为减数分裂中期卵母细胞的细胞核、细胞质已经成熟，而减数分裂期卵母细胞的细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育。,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_
7、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,有性,基因突变、染色体变异、基因重组,早期胚胎体外培养,体外培养过程 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,人胚胎达到816个细胞 牛羊：桑椹胚或囊胚, 早期胚胎移植或冷冻保存,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。,遗传性状,基础梳理,超数排
8、卵,同期发情,代孕母,胚胎,超数排卵技术,检查胚胎：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。,采集方法,，如小鼠、兔、羊和猪 ，如马、牛等大型动物,手术采集法,非手术采集法,完整的胚胎,优良而稳定,较低,适龄母畜,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。 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
9、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。,孕激素(黄体酮),相同的生理,状态,(3)胚胎的保存 概念：在一定条件下使胚胎 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。,停止发育,0 5 ,液氮(196 ),：中小型动物常用方法 ：大家畜采用的方法,：胚胎发育在8个细胞以内 ：胚胎发育多于8个细胞,3.胚胎移植的实施,手术法,非手术法,(1)方法,(2)移植部位,输卵管,子宫角,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。,繁殖潜力,基
10、因库,优良种畜,问题探究,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？,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。,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。,3.为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？,答案,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。,4.胚
11、胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？,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。,拓展应用,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,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
12、,(1)胚胎移植的生理学基础,(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。 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。,1.,人工 授精,精子的获取,卵细胞的获取：冲洗 采卵和 冲卵,人工授精和胚胎体外培养,采精方式：_ 精液的长期保存：液氮环境中,方法,体外授精：若已受精可看到 ，_ 形成 授精,胚胎体外培养,课堂小结,人工采集,输卵管,子宫,第二极体,雌雄原核,显微,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
13、内，经过妊娠产仔的技术,2.,遗传性状,超数排卵,同期发情,胚胎移植技术,手术法：适用于 等动物 非手术法：适用于 等大型动物 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,小鼠、兔、羊和猪,牛、马,无菌操作,胚 胎 移 植 技 术,胚胎采集,0 5 ,输卵管膨大部分,液氮,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,胚胎移植技术,应用,当堂检测,1.体
14、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 从活体动物卵巢中吸取卵母细胞 A. B. C. D.,2,3,4,5,1,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。,答案,解析,2.我国首例“虎狮兽”于2002年在“南京红山动物园”诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵细胞经“体外授精”而产生，完成这一过程需要解决的问题 A.精子在体外用获能物质处理 B.用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入 C.抽取精子、卵细胞的细胞核进行融合 D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵,答案,2
15、,3,4,1,5,解析 体外授精是让获能的精子和卵细胞在体外结合，然后转移至母体内发育，它依据的是体内受精的原理，故精子必须获能，其他方法操作易损伤细胞。,解析,2,3,4,1,5,3.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,答案,解析,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
