2.3 胚胎工程（第二课时）-【精讲课堂】2024-2025学年高二生物同步教学实用课件（人教版2019选择必修3）

第3节：胚胎工程 （第二课时） 以信息技术为支撑；以现代教育教学理论为指导；强调新型教学模式的构建；教学内容具有更强的时代性和丰富性；教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体 和手段的改变,而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。 授课人：大道至简 微信：a533722113333 第二章 细胞工程 1 核心素养 1.生命观念：简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 2.科学思维：以文字和图示表示哺乳动物的体外受精和胚胎移植的过程。 3.社会责任：关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展。 2 情景资料1： 国 产 奶 牛：年均产奶量3000公斤左右 国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右 我国蒙古黄牛：均重300Kg 海福特肉用牛：2岁体重可达800盹 荷斯坦牛 新疆褐牛 1、引进一头良种成年奶牛需3万---5万元 2、一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。 实际问题: 牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml,精子数50亿。 那如何实现良种牛快速繁殖呢? 母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。 试管牛的工厂化生产（视频） 情景资料2： 试管动物: 是指通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。 如何培育试管奶牛？“试管牛”是应用哪些技术生产的？ 胚胎移植 采集卵母细胞 体外培养 采集精子 体外获能 体外受精 早期胚胎培养 受体牛 （时期： ） （试剂） 成熟的卵子 获能的精子 MII中期 一、体外受精 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 精子离心处理的目的：去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子) 胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境 体外受精 精子离心 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 获能溶液或专用的受精溶液 采集培养 获能精子 卵巢 MⅡ期卵母细胞 一、体外受精 2.意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。 一、体外受精 二、胚胎移植 1.概念：将通过体外受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，使之继续发育为新个体的技术。 体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等等 良种公牛 良种母牛 良种胚胎 受体：接受胚胎 良种犊牛 “供体”：提供胚胎的个体。 “受体”：接受胚胎的个体。 供体选择标准：遗传性状优良、生产能力强 受体选择标准：有健康体质和正常繁殖能力 主要职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。 主要职能：繁重而漫长的妊娠和育仔任务。 二、胚胎移植 2.胚胎移植的实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 3.胚胎移植的地位:胚胎工程的最终技术环节。 4.胚胎移植的意义：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。大大缩短了供体本身的繁殖周期。增加供体一生繁殖后代的数量。 a.缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代 b.可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。 二、胚胎移植 5.胚胎移植主要包括①供体、受体的选择和处理，②配种或人工授精，③胚胎的收集、检查、培养和保存，④胚胎的移植，以及⑤移植后的检查等步骤。 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 同期发情处理 超数排卵处理 发情配种 或人工受精 收集胚胎并检查 优良公牛 利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。 使他们的生理环境达到同步或一致，这样供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。 注射外源促性腺激素 诱使一头母畜一次排出比自然情况下多许多的成熟卵子，用于配种或者人工授精，可获得多枚胚胎 ，经胚胎移植可得到多个后代。 冲卵 什么是同期发情处理？ 同期发情处理的目的是什么？ 如何进行超数排卵？ 超数排卵的目的是什么？ 二、胚胎移植 6.胚胎移植过程 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 同期发情处理 超数排卵处理 发情配种 或人工受精 收集胚胎并检查 优良公牛 冲卵：用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置， 将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。 收集：用特制的冲卵装置，把供体母牛子宮内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。 检查：用显微镜检查胚胎是否发育到桑椹胚或囊胚阶段。 保存：将收集的胚胎放入-196℃的液氮中保存。 冲卵 胚胎移植 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 二、胚胎移植 6.胚胎移植过程 排出早期胚胎。 注意：冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。 冲卵的目的是什么？ 注意事项： （1）该过程中两次使用激素： 第一次对受、供体进行同期发情处理； 第二次用于供体的超数排卵。 （2）该过程中的两次检查： 第一次对收集的胚胎进行检查； 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 （3）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。 二、胚胎移植 胚胎移植的生理学基础 将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗?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；一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。 在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。 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基本上不会发生免疫排斥反应。 二、胚胎移植 胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致? 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?为什么? 胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致，供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。 正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 二、胚胎移植 胚胎移植的生理学基础 三、胚胎分割 同卵双胞胎自然形成示意图 内细胞团 内细胞团分裂，形成一模一样的双胞胎 1.胚胎分割概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。 产生后代的特点: 后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 所需要的主要仪器设备： 体视显微镜和显微操作仪。 分割用具： 分割针或分割刀。 三、胚胎分割 (1)选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性)，移入盛有操作液的培养皿中。 （2）在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割。 （3）分割后的胚胎可以直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体。 2.胚胎分割操作程序 桑葚胚 囊胚 三、胚胎分割 分割针 取样滋养层 做DNA分析， 鉴定性别 已知性别胚胎 透明带 滋养层 内细胞团 囊胚腔 分割针 内细胞团 二分胚胎 胚胎移植 牛胚胎性别鉴定和分割示意图 三、胚胎分割 2.胚胎分割操作程序 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割？ 若不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。 囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团 分割针 二分胚 内细胞团 操作注意事项： 三、胚胎分割 （1）胚胎分割的优点 ①可以促进优良动物品种的繁殖； ②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料； ③在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。 （2）胚胎分割的局限性 实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。另外，还存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题。 3.胚胎分割的优点和局限性 三、胚胎分割 胚胎工程技术及其应用 体外受精 胚胎分割 步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精 胚胎分割的概念：对早期胚胎切割 胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质 胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植 体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎. 胚胎分割的意义 胚胎移植 胚胎移植的步骤 胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内 胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 ①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义 课堂小结： 1.下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是 (　 　) A.给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子 B.从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精 C.获能的精子和成熟的卵子，不能在获能溶液中完成受精 D.卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂 2.关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是( 　) A.在发情后的最初一段时间，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态 B.胚胎在受体子宫中发育，不改变其基因型 C.一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原物质的胚胎并没有免疫排斥现象 D.移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育 D 课堂练习： D 3.下列关于胚胎移植的叙述错误的是(　　) A.在胚胎移植中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体” B.胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 C.胚胎移植是胚胎工程其他技术的第一道“工序” D.胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关 课堂练习： C 4．下列关于胚胎分割移植的说法，不正确的是( ) A.目前的胚胎分割移植而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功率较低 B.胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪 C.可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植 D.用分割针将桑葚胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体 课堂练习： C 5.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是(　　) A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理 B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植 C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应 D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高 课堂练习： A Lavf58.20.100 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$