胚胎工程技術主要包括哪些內容？它們的原理分別是什么？胚胎工程在生產實踐中有哪些應用？胚胎工程技術及其應用Embryoengineeringtechnologyanditsapplication00胚胎工程技術及其應用試管動物是通過人工操作使卵子在體外受精，經培育發育為早期胚胎后，再進行移植產生的個體。涉及的胚胎工程技術：體外受精、體外胚胎培養、胚胎移植CONTENTS目錄體外受精Invitrofertilization01胚胎移植Embryotransfer02胚胎分割Embryosegmentation03習題鞏固Exercisestoconsolidate04體外受精InvitrofertilizationPART01

Invitrofertilization01體外受精1.過程包括

、

和

等步驟。卵母細胞的采集精子的獲取受精雌性哺乳動物雄性哺乳動物精子獲能的精子獲能處理精子的獲取卵母細胞成熟卵母細胞成熟培養卵母細胞的采集體外受精受精卵

Invitrofertilization01體外受精卵巢MⅡ卵母細胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養卵母細胞的采集并培養

精液由精子和精漿兩部分組成。精漿中含有一種能抑制精子獲能的物質，因此在一般情況下，精液中的精子無法獲能。精子獲能前進行離心處理，目的是除去精漿以利于精子獲能。

Invitrofertilization——Collectionofoocytes01體外受精——卵母細胞的采集（1）輸卵管采卵(沖取卵子)

利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。適合實驗動物(兔、鼠)以及家畜豬、羊等。（2）屠宰動物的卵巢采卵從已屠宰的雌性動物體內摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞。適合大型動物或大家畜，如：牛、馬等。（3）活體采卵(卵巢中)借助超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等儀器，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。適合大型動物或大家畜，如：牛、馬等。

Invitrofertilization01體外受精

一般情況下，可以將獲能的精子和培養成熟的卵子置于獲能溶液或專用的受精溶液中共同培養一段時間，來促使它們完成受精。

Invitrofertilization01體外受精2.意義提高動物繁殖能力的有效措施為胚胎移植提供可用的胚胎胚胎移植EmbryotransferPART02Embryotransfer02胚胎移植1.概念指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到

、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。同種的供體受體移植條件實質地位供體與受體為同種且生理狀態相同早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移提供胚胎的個體接受胚胎的個體胚胎工程的最后一道“工序”轉基因、核移植等Embryotransfer02胚胎移植2.過程對供體、受體母畜進行選擇，并進行同期發情處理對供體母畜進行超數排卵配種或人工受精收集胚胎對胚胎檢查、培養或保存胚胎移植對受體母畜進行妊娠檢查產生具有優良性狀的后代Embryotransfer02胚胎移植優良供體母牛(遺傳性狀優良、生產能力強)受體母牛(有健康的體質和正常繁殖能力)進行同期發情處理1.什么是同期發情處理？利用某些激素（一般用孕激素）人為地控制并調整一群母畜發情周期的進程，使之在預定時間內集中發情。Embryotransfer02胚胎移植優良供體母牛(遺傳性狀優良、生產能力強)受體母牛(有健康的體質和正常繁殖能力)進行同期發情處理2.同期發情處理的目的是什么？

使胚胎在移植前后所處的生理環境保持一致，供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關鍵。Embryotransfer02胚胎移植優良供體母牛(遺傳性狀優良、生產能力強)對供體母牛進行超數排卵處理3.超數排卵的目的是什么？使一頭母畜一次排出比自然情況下多許多的成熟卵子，用于配種或者人工授精，可獲得多枚胚胎，經胚胎移植可得到多個后代。4.如何進行超數排卵？用外源促性腺激素處理供體母牛，誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。Embryotransfer02胚胎移植優良公牛優良供體母牛(遺傳性狀優良、生產能力強)超數排卵處理發情配種或人工授精收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植受體母牛(有健康的體質和正常繁殖能力)進行同期發情處理受體發情移植胚胎對受體進行妊娠檢查具有優良性狀的后代Embryotransfer02胚胎移植對胚胎檢查、培養或保存收集胚胎后，對胚胎進行質量檢查。這時的胚胎應該發育到桑椹胚或囊胚階段。若沒有發育到適合移植的階段，還要進行胚胎的培養。將收集的胚胎直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。胚胎冷凍保存Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理學基礎1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常發育嗎?如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理?不一定能正常發育。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態相同的受體子宮內，胚胎才能繼續發育。在胚胎移植前要對受體進行同期發情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移人受體提供相同的生理環境。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理學基礎2.受體會不會對來自供體的胚胎發生免疫排斥反應?受體對來自供體的胚胎基本上不會發生免疫排斥反應。3.胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?胚胎移植后，經受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯系。其遺傳物質在孕育過程中不會發生任何變化。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理學基礎4.胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎?為什么?正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環境條件的一致性密切相關。只有供體、受體生理環境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并能續發育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。Physiologicalbasisofembryotransfer02胚胎移植的生理學基礎胚胎移入的基礎胚胎收集的基礎移入胚胎存活的基礎保留胚胎遺傳特性基礎排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環境。早期胚胎形成后，在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，而是處于游離狀態，為胚胎的收集提供可能。受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應，為胚胎在受體內存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，其遺傳物質不會發生改變，為移植后的胚胎繼續發育提供了營養等方面的保障，同時保障了供體優良遺傳性狀。Embryotransfer02胚胎移植3.意義充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期。a.縮短了供體本身的繁殖周期，同時通過超數排卵和胚胎移植

可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代b.可在短期內大幅度增加優良個體母畜和公畜的后代數量，

迅速擴大良種畜群，加速育種和品種改良。4.地位胚胎工程的最終技術環節02課堂小結

Briefsummary胚胎的來源生殖方式核移植無性生殖體外受精有性生殖體內受精有性生殖1.胚胎移植的來源及生殖方式胚胎移植2.胚胎移植過程中的兩次處理和兩次檢查兩次處理兩次檢查對供、受體進行同期發情處理用激素使供體超數排卵對收集的胚胎進行質量檢查對受體是否妊娠進行檢查3.胚胎移植是試管嬰兒的關鍵步驟胚胎分割EmbryosegmentationPART0303胚胎分割

Embryosegmentation1.概念采用機械方法將早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份

等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。①理論依據②特點早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性。

后代具有相同的遺傳物質，因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。③主要儀器設備體視顯微鏡和顯微操作儀03胚胎分割

Embryosegmentation2.操作程序對囊胚階段胚胎進行分割時一定要均分內細胞團。選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養皿中。分割后的胚胎可直接移植給受體，或經體外培養后，再移植給受體。03胚胎分割

Embryosegmentation做DNA分析鑒定性別03胚胎分割

Embryosegmentation做DNA分析鑒定性別進行DNA分析的目的是進行遺傳病篩查，以防止產生的后代具有嚴重的遺傳病；進行性別鑒定，是為了人工篩選后代動物的性別。2.為什么要取滋養層細胞進行分析和鑒定？①避免損傷內細胞團；②滋養層和內細胞團均來自同一個受精卵的有絲分裂，

含有相同的遺傳物質。03胚胎分割

Embryosegmentation3.意義a.提高胚胎利用率，促進優良動物品種的繁殖。b.產生遺傳性狀相同的后代，作為遺傳學研究的寶貴材料。c.胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查，對于人工控制動物性別，繁育健康動物后代具有重要意義。03胚胎分割

Embryosegmentation4.注意事項1.胚胎分割份數不能過多。分割的次數越多，每一份的細胞數目越少，不但難以做到均等分割，而且囊胚期的內細胞團細胞所受的影響也越大。分割的份數越多，技術難度越大，移植后的和發育的難度越大，分割后胚胎成活的概率越小。2.同一胚胎經分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質，該過程中沒有減數分裂、有性生殖細胞的形成、有性生殖細胞的結合屬于無性繁殖或克隆。03胚胎分割動物和體細胞核克隆動物的異同

Similaritiesanddifferencesbetweenembryogeneticanimalsandsomaticnuclearclones項目胚胎分割動物體細胞核克隆動物相同點都屬于無性繁殖或克隆，最終技術是胚胎移植不同點胚胎的來源雌性動物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎通過核移植技術獲得的重組胚胎遺傳物質胚胎分割動物具有相同的遺傳物質，兩個親本提供的核遺傳物質一樣多克隆動物的核遺傳物質主要由供體細胞核提供起點經過受精作用或其他方式形成的一個細胞經過核移植技術形成的一個細胞03課堂小結

Briefsummary胚胎工程技術及其應用體外受精胚胎分割步驟：卵母細胞的采集、精子的獲取、受精胚胎分割的概念：對早期胚胎切割胚胎分割的基礎：細胞的全能性、每個細胞的細胞核內具有相同的遺傳物質胚胎分割的步驟：選擇胚胎、分割胚胎、胚胎移植體外受精技術的意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎胚胎分割的意義胚胎移植胚胎移植的步驟胚胎移植的概念：移植到同種的、生理狀況相同的雌性動物體內胚胎移植的意義：充分發揮雌性優良個體的繁殖能力①促進優良動物品種的繁殖；②產生遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料；③對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義習題鞏固ExercisestoconsolidatePART0404習題鞏固

Exercisestoconsolidate1.體外受精和胚胎移植都是在醫學和農業生產上應用較多的胚胎工程技術。判斷下列相關表述是否正確。(1)采集來的卵母細胞和精子可以直接用于體外受精。（

）

(2)經胚胎移植產生的后代，苴遺傳特性與受體保持一致。（

）

(3)進行胚胎移植前，要對供體和受體進行免疫檢査，以防止發生免疫排斥反應。（）

×××04習題鞏固

Exercisestoconsolidate2.杜泊羊以其生長速度快、肉質好等優點，成為受廣大消費者喜歡的綿羊品種。科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。雌性杜泊羊雄性杜泊羊卵母細胞精子采集采集受精卵體外受精早期胚胎當地普通綿陽杜泊羊分娩（）（）體外胚胎培養胚胎移植04習題鞏固

Exercisestoconsolidate（2）為了獲得數量較多的卵母細胞，可以對雌性杜泊羊進行

怎樣的處理?可以對雌性杜泊羊進行超數排卵處理。（3）在進行體外受精操作之前，還要對獲得的卵母細胞和精子

進行怎樣的處理?要對采集到的卵母細胞進行成熟培養，對采集到的精子進行獲能處理。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate3.北方白犀牛曾經廣泛分布于非洲中部等地,但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失，它們的數量不斷減少。2018年3月，世界上最后一頭雄性北方白犀牛去世，該物種僅剩下兩頭雌性。在此之前，研究人員設法保存了北方白犀牛的精子。請回答下列問題。(1)我們可以使用哪些現代生物技術來人工繁育北方白犀牛？

運用這些技術一定能繁育成功嗎？請說出你的理由。可以使用人工授精、體外受精、胚胎移植、體細胞核移植等技術來人工繁育北方白犀牛。運用這些技術不一定能成功繁育北方白犀牛，因為任何一項技術都不能保證百分之百的成功率，何況現存的北方白犀牛數量極少。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate(2)如果繁育成功，這樣人工繁育的種群與野生種群相比，有什么區別？這樣人工繁育的種群與野生種群相比，遺傳多樣性會降低，野外生存能力也會下降。(3)如果繁育不成功，這一物種將永遠從地球上消失，從中我們能得到

怎樣的教訓？多種多樣的生物是生態系統的重要成員，是一個個獨特的基因庫。任何一個物種的滅絕都可能產生多米諾效應，使其他相關物種受到影響，進而威脅到生態系統的平衡與穩定。保護瀕危的野生動物，保護生物多樣性刻不容緩。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate1.若下圖表示細胞工程操作中的某些過程，請回答下列問題。ABC04習題鞏固

Exercisestoconsolidate(1)如果A、B分別是白菜和甘藍的原生質體，則C細胞再生出細胞壁后需要通過什么技術才能發育成雜種植株“白菜-甘藍”？若白菜和甘藍雜交產生了子代，該子代是否可育？為什么？植物組織培養技術。白菜和甘藍雜交產生的子代沒有同源染色體，進行減數分裂時聯會發生紊亂，不能形成正常的配子，所以該子代一般不可育。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate(2)若該圖表示抗丙肝病毒的單克隆抗體制備過程中的一環，A細胞是小鼠骨髓瘤細胞，則B細胞表示什么？符合要求的C細胞應具有哪些特點？

B淋巴細胞。

能大量增殖并能產生抗丙肝病毒的抗體。(3)如果A、B分別是取自優良奶牛的卵細胞和精子，在進行體外受精時，一般要把A細胞培養到什么時期？B細胞則要經過什么處理才能與A細胞結合為受精卵？

減數分裂Ⅱ中期；獲能處理。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate2.2015年10月，我國科學家屠呦呦因發現青蒿素可以有效降低瘧疾患者的死亡率而獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。青蒿素類藥物的市場需求很大，請你根據所學內容及以下信息，提出一條提高青蒿素類藥物產量的研究思路。（1）青蒿素的衍生物——雙氫青蒿素也是很好的抗瘧疾藥物，并且它的藥物活性比青蒿素的高很多；（2）青蒿素是從黃花蒿中提取的，在黃花蒿產生青蒿素的代謝過程中，某些酶（如FPS酶）起決定性作用；04習題鞏固

Exercisestoconsolidate（3）野生黃花蒿在生長過程中，處于花蕾期時體內青蒿素含量最高；（4）研究人員在對黃花蒿進行組織培養時，發現它的愈傷組織中沒有青蒿素，但是由愈傷組織再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；（5）四倍體黃花蒿體內青蒿素的含量比二倍體高38%，但四倍體植株比二倍體植株矮小很多。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate

用基因工程技術將青蒿素基因或雙氫青蒿素基因導入微生物，利用微生物合成青蒿素。用植物組織培養技術，將外植體脫分化形成愈傷組織，再誘導愈傷組織再分化成胚狀體，獲取青蒿素。將FPS酶基因作為目的基因插入農桿菌T-DNA中，用農桿菌轉化法導入青蒿素細胞，整合到青蒿素染色體DNA上，再利用植物組織培養獲得FPS酶基因表達能力強、青蒿素產量高的品種。用秋水仙素處理黃花蒿種子或幼苗使之成為四倍體，獲取青蒿素。或采用其他合理方法。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate3.在章首頁中介紹的體細胞克隆猴的培育過程中，我國科學家經過多年的反復實驗，可以在10s之內對卵母細胞進行去核操作，在15s之內將體細胞注入去核的卵母細胞里。有評論者認為：該研究的研究者利用“聰明的化學方法和操作技巧”，攻克了多年來導致體細胞克隆猴失敗的障礙。培育克隆猴的流程如下圖所示，請結合圖回答問題。04習題鞏固

Exercisestoconsolidate胎猴體細胞取出母猴采集卵母細胞去核去核卵母細胞Kdm4d的mRNA重構胚克隆小猴代孕母猴TSA生出胚胎移植注入處理用滅活的仙臺病毒短暫處理融合培養04習題鞏固

Exercisestoconsolidate（1）研究人員在將胎猴的體細胞注入去核的卵母細胞前，用滅活的仙臺病毒進行了短暫處理。在此過程中，滅活的仙臺病毒所起作用是什么？誘導細胞融合（2）為了調節相關基因的表達，提高胚胎的發育率和妊娠率，研究人員將組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重構胚，同