2.3.2 胚胎工程技术及其应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦胚胎工程技术及其应用，涵盖体外受精、胚胎移植、胚胎分割等核心知识点。以“试管牛”背景资料导入，通过“温故”回顾胚胎工程理论基础（精子获能、卵母细胞MⅡ期、胚胎发育阶段），“知新”系统展开技术流程，构建“理论-技术-应用”的学习支架。 该资料特色在于融合生命观念（如胚胎分割体现结构与功能观）、科学思维（通过比较表格辨析试管动物与克隆动物等）、探究实践（自主阅读分析胚胎移植过程问题）。例题与归纳提升助力学生构建知识体系，教师可直接用于教学，提升课堂效率与学生核心素养。

获能精子 MⅡ期 卵母细胞 受精卵 精子 排出的 卵母细胞 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 原肠胚 准备阶段 受精阶段 胚胎早期发育 受精 温故：胚胎工程的理论基础 知新： 胚胎工程技术及其应用 胚胎工程技术及其应用 胚胎分割 代孕母牛 背景资料 你听说过试管牛吗？ 如何快速获得良种畜群？ 只产生具有优良遗传性状的胚胎 繁重漫长的妊娠和育仔任务由另外的个体取代 方法： 供体 代孕母体（受体） 核移植 体外受精 重组胚胎 早期胚胎 胚胎移植 代孕母体 克隆动物 试管动物 或 VS 试管动物技术 体外受精 早期 胚胎发育 【试管动物技术】是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。 受体动物 (代孕) 精子 卵子 胚胎移植 受精卵 早期胚胎 试管动物 试管动物 = 克隆动物 比较项目 试管动物 克隆动物 技术基础 生殖类型 后代性状 的继承特点 体外受精 胚胎早期培养 胚胎移植 动物细胞培养 动物体细胞核移植 胚胎移植 有性生殖 无性生殖 继承双亲的的特性 与核供体亲本基本一样 三个基本操作环节：体外受精、早期胚胎发育、胚胎移植 ❓ 体外受精 阅读 教材P60 基于体外受精技术的步骤,完成填写: (1)过程A为_______________,从卵巢中获取后需要培养到①____期才能具有受精的能力。 (2)精子的获取过程中,采集的精液先进行② 处理,然后再进行B_________后才具有受精的能力。 (3)获能的精子和成熟的卵子置于适当的_______中共同培养,进行过程C 。 (4)意义:①提高动物_________的有效措施。②为胚胎移植提供可用的_____。 卵母细胞的采集 MⅡ 离心 精子获能 培养液 体外受精 繁殖能力 胚胎 体外受精 过程： 包括_______________、__________和_____等步骤。 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 1、精子离心的目的是什么？ 2、受精的场所：体内 VS 体外 。 适当的培养液（如专用的受精溶液中） 输卵管 去除精浆，提取纯度较高精子 3、早期胚胎培养的基本条件？ 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 早期胚胎 思考： 受体子宫 胚胎移植 以检查受精状况和受精卵的发育能力 胚胎移植 1.概念教材P61： 指将通过 得到的胚胎，移植到_______、____________ 的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 体外受精及其他方式 同种的 生理状态相同 提供胚胎的个体，产生具有优良遗传特性的胚胎 接受胚胎的个体，繁重而漫长的妊娠和育仔任务 （1）供体： （2）受体： （3）如何获得胚胎(来源)？ 体外受精、体内受精、转入目的基因的受精卵、动物细胞核移植技术等 2.胚胎移植的意义：教材P62 ①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短了供体本身的繁殖周期。 ②作为胚胎工程的最终技术环节，将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 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 胚胎工程的最后一道“工序”。 自主阅读课本P61内容，回答以下问题。 1.供、受体选择标准是什么？ 2.如何获得更多卵子？ 需要在胚胎移植前对受体进行 怎样的操作？ 3.胚胎移植的时期？ 4、受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ 5、产下的犊牛性状取决于谁？ 6、繁殖方式？ 同期发情 遗传性状优良，生产能力强 有健康体质和正常繁殖能力 胚胎移植的过程 有性生殖 性状：取决于供体母牛和公牛 性别：取决于公牛提供的精子类型 桑葚胚 或 囊胚期的早期胚胎 超数排卵 不会 核心归纳 胚胎移植 胚胎移植过程中的两次处理和两次检查 两次处理 两次检查 对供、受体进行同期发情处理 注射促性腺激素使供体超数排卵 对收集的胚胎进行质量检查 对受体是否妊娠进行检查 排卵后，同种动物的供、受体生殖系统的生理变化是相同的。胚胎移植入提供基础。 早期的胚胎处在游离状态。为胚胎收集提供了可能。 胚胎可与受体子宫建立联系，但不改变遗传特性。 受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供可能。 如何使供、受体达到相同的生理状态？ 胚胎移植的生理学基础小结 处理：进行同期发情处理 目的：为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。 1)胚胎移入基础： 2)胚胎收集基础： 3)胚胎存活基础： 4)遗传特性基础： 例题.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 例题.下图为牛胚胎移植示意图，请据图回答： （1）牛胚胎移植程序中，①通常是通过　　　　　__________进行同期发情处理，然后②使用_________激素使供体母牛超数排卵。 （2）③对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到　 　_______或者　　　　 阶段。 （3）为提高胚胎的利用率，可通过________技术增加胚胎的数量。 注射激素 促性腺 囊胚 桑葚胚 胚胎分割 《学法》P65-66自学检测、应用提升 胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体？ 胚胎移植的意义：提高优良品种的繁殖率 胚胎分割 P62 1.理论依据： 2.概念： 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 体视显微镜、显微操作仪 分割针或分割刀 无性生殖（克隆） 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份和8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术 具有相同的遗传物质 体视显微镜 发育良好的,形态正常的囊胚或桑葚胚 （2）生殖方式： （3）分割后胚胎去向： （4）仪器和工具： （1）胚胎时期选择： 后代遗传特点： 直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体 将内细胞团均等分割 胚胎分割操作程序 做DNA分析,鉴定性别 已知性别胚胎 胚胎移植 在显微镜下切割胚胎 分割针 囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团 分割针 取样滋养层 内细胞团 二分胚 （1）胚胎移植前，为什么要对胚胎进行DNA分析和性别鉴定？ 进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。 （2）为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？ ①避免损伤内细胞团； ②滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，含有相同的遗传物质。 （3）对囊胚阶段的胚胎进行分割时为什么要对内细胞团进行均等分割的？ 导致发育能力不同，会影响胚胎的恢复和进一步发育 胚胎分割 胚胎分割的优点： 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。 胚胎移植的局限性（资料卡） 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。 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 例题.下列有关胚胎分割叙述不正确的是 (　 　) A. 通过胚胎分割可以产生基因型相同的个体 B. 胚胎分割移植，实现同卵多胎的成功率较低 C. 取滋养层细胞进行性别鉴定、遗传病筛查，是因为囊胚的滋养层和内细胞团是由同一受精卵分裂产生的 D. 胚胎分割时可采用胰蛋白酶处理囊胚，将内细胞团细胞分散开 D 例题.以下对于胚胎分割的描述，正确的是 (　　) A．只能对囊胚阶段的胚胎进行分割 B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多 C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同 D．内细胞团一般到囊胚阶段才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高 D 《学法》P67-68自学检测、应用提升 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】 《学法》P68-69课堂达标 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中 相同点 (1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程 (2)都是有性生殖 【归纳提升】 比较自然受精、人工授精和体外受精 20 练习与应用 一、概念检测 1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。 （1）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（ ） （2）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（ ） （3）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。（ ） × × × 获能处理 成熟培养至MII期 2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。 （1）请将图中括号内的内容补充完整。 （2）为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理? （3）在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理? 体外胚胎培养 胚胎移植 可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。 要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。 练习与应用 二、拓展应用 北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。请回答下列问题。 （1）我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛?运用这些技术一定能繁育成功吗?请说出你的理由。 （2）如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别? （3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训? 人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术。 不一定能成功繁育北方白犀牛，任何一项技术都不能保证百分之百的成功率。 人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。 多种多样的生物是生态系统的重要成员，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁到生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。 练习与应用 Lavf58.20.100 Lavf58.46.101 $