人教版高中生物选修三专题三胚胎工程3-2 体外受精和早期胚胎培养（共18张）.ppt

1、3.2 3.2 体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养 选修选修3 3现代生物技术专题现代生物技术专题 专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程 通过通过 使卵子和精子在使卵子和精子在 下成熟和下成熟和 受精，并通过培养发育为受精，并通过培养发育为 后，再经后，再经 产产 生后代的技术。生后代的技术。 体外条件体外条件 早期胚胎早期胚胎 一、试管动物技术一、试管动物技术 1 1、概念：、概念： 移植移植 2 2、主要技术手段：、主要技术手段： 体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植 人工操作人工操作 2 2、意义：、意义： 可以实现良种家畜的快速大量繁殖可以实现良种

2、家畜的快速大量繁殖 胚胎移植胚胎移植 卵母细胞的采集卵母细胞的采集 卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养 精子采集精子采集 精子体外获能精子体外获能 体外受精体外受精 体外早期胚胎的培养体外早期胚胎的培养 体内发育体内发育 试管动物技术过程试管动物技术过程 试管动物试管动物 分娩分娩 华南虎是国家一级保护动物，可采用华南虎是国家一级保护动物，可采用 试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括 的环节有的环节有 转基因转基因 核移植核移植 体外受精体外受精 体细胞体细胞 克隆克隆 胚胎移植胚胎移植 A. B. C. D. D 例例1 二、体外受精二、体外受精 主要包

3、括主要包括 、 和和 等等 几个主要步骤。几个主要步骤。 卵母细胞的采集卵母细胞的采集 精子的获取精子的获取 受精受精 采集对象采集对象 采集部位采集部位 采集方法采集方法 细胞培养细胞培养 小型动物小型动物 大型动物大型动物 输卵管输卵管 卵巢卵巢 卵巢卵巢 给供体注射给供体注射促性腺激素促性腺激素， 促进多排卵之后从促进多排卵之后从输卵管输卵管 中冲取卵子。中冲取卵子。 摘取刚屠宰动物的摘取刚屠宰动物的卵巢卵巢， 并从中采集卵母细胞。并从中采集卵母细胞。 借助借助超声波探测仪超声波探测仪、内窥内窥 镜镜或或腹腔镜腹腔镜等工具，直接等工具，直接 从活体动物的从活体动物的卵巢卵巢中吸取中吸取

4、卵母细胞。卵母细胞。 不需要，不需要， 直接用于直接用于 受精。受精。 需要需要 需要需要 1.1.卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 牛卵巢牛卵巢 牛卵母细胞牛卵母细胞 体外受精胚胎体外受精胚胎 试管牛（两头小牛）试管牛（两头小牛） 牛活体采卵示意图牛活体采卵示意图 B B超活采仪超活采仪 2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 假阴道法假阴道法 手握法手握法 电刺激法电刺激法 （1 1）收集精子的方法）收集精子的方法: : 家畜采精用假台畜家畜采精用假台畜 对于对于 、 和和 的精子，一般采用的精子，一般采用 培养法培养法；对于；对于 、 等家畜的精子常用等家畜的精子常用化学法化学

5、法。 精子一定浓度的精子一定浓度的 或或 中，用化学药物诱导获能。中，用化学药物诱导获能。 在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采 用的体外获能方法有用的体外获能方法有 和和 两种。两种。 培养法培养法 化学诱导法化学诱导法 啮齿动物啮齿动物 家兔家兔 猪猪 牛牛 羊羊 培养法培养法： 化学诱导法化学诱导法： 精子在精子在 中获能。中获能。 获能液获能液 肝素肝素 钙离子载体钙离子载体 A23187A23187溶液溶液 （2 2）精子的体外获能）精子的体外获能 3.3.受精受精 获能的精子和培养获能的精子和培养 成熟的卵子，一般情成熟的卵子，一般情

6、 况下在况下在 或或 中完成中完成 受精过程。受精过程。 获能溶液获能溶液 专用受精溶液专用受精溶液 哺乳动物体外受精过程示意图哺乳动物体外受精过程示意图 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理 的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗 传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。 例例2 （1 1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可 以从已处死的雌鼠以从已处死的雌鼠_中获取。中获取。 （2 2）图中的高血压相关基因作为）图中的高血压相关

7、基因作为_， 质粒作为质粒作为_,_,二者需用二者需用_切割后连接成切割后连接成 重组载体，该过程与质粒上含有重组载体，该过程与质粒上含有 有有 关。关。 （3 3）子代大鼠如果）子代大鼠如果 和和 _，即可分别在分子水平和个体水平上，即可分别在分子水平和个体水平上 说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建 立高血压转基因动物模型。立高血压转基因动物模型。 （4 4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到 的主要胚胎工程技术是的主要胚胎工程技术是_、早期胚胎培养和、早期胚胎培养和 胚胎移植。胚胎移植。 卵巢卵巢 目

8、的基因目的基因 载体载体 同种限制酶同种限制酶 限制酶切割位点限制酶切割位点 检测到体内有相关蛋白检测到体内有相关蛋白 出现高血压出现高血压 体外受精体外受精 一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀 型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。 在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输 卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为 该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过 程如右图。请回答：程如右图。请回答： （1）过程是指在

9、体外进行的）过程是指在体外进行的 处理，处理， 从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程 称为称为 。 （2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前 基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取 物质物质 进行进行PCR扩增。然后用扩增。然后用Mst 对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切 产物。据此判断，产物。据此判断，Mst是一种是一种 酶。酶。 （3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速 率不同，形成不同的电泳条带。该家庭

10、成员率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员 的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如 ，据此判断胎儿为，据此判断胎儿为 （正常（正常/患者患者/携携 带者）。带者）。 精子获能精子获能 胚胎移植胚胎移植 DNA 限制限制 正常正常 例例3 精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养发育培养 液液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。 三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养 水水、无机盐无机盐、有机盐有机盐、维生素维生素、激素激素、 氨基酸氨基酸、核苷酸核苷酸、血清血

11、清等等 培养液成分：培养液成分： 不同动物胚胎移植时间是否相同？不同动物胚胎移植时间是否相同？ 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体 移植或冷冻保存。移植或冷冻保存。 牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段 小鼠、家兔：小鼠、家兔：8 81616个细胞阶段个细胞阶段 胚胎移植胚胎移植 胚胎冷冻保存（液氮中，胚胎冷冻保存（液氮中，176） 牛体外受精胚胎工厂化生产流程图牛体外受精胚胎工厂化生产流程图 下列关于胚胎工程的叙述，错误的是下列关于胚胎工程的叙述，错误的是 A体外受精是指获能的精子和成熟的卵体外受精是指获能的精子和成熟的卵 子在相

12、应溶液中受精子在相应溶液中受精 B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚 胎移植胎移植 C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养早期胚胎培养与动物细胞培养的培养 液通常都需加入血清液通常都需加入血清 D试管婴儿技术主要包括体外受精、早试管婴儿技术主要包括体外受精、早 期胚胎培养和胚胎移植技术期胚胎培养和胚胎移植技术 B 例例4 胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业 等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。 （1）从良种母牛采集的卵母

13、细胞，都需要进行体外培养，其目的是）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是 _；从良种公牛采集的精子需；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作后才能进行受精作 用。用。 （2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，以维持细胞呼吸外， 还需要提供还需要提供_气体以维持气体以维持_。 （3）图中过程）图中过程A称为称为_，它在胚胎工程中的意义在于，它在胚胎工程中的意义在于 _。 （4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的 基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母；获得转基因母 牛后，如果牛后，如果_即说明目的基因已经表达。即说明目的基因已经表达。 使卵母细胞成熟使卵母细胞成熟 获能获能 CO2 培养液的培养液的pH 胚胎移植胚胎移植 显微注射法显微注射法 提高优良母畜的繁殖率提高优良母畜的繁殖率 牛奶中含有人类白细胞介素牛奶中含有人类白细胞介素 例例5