第2章 第3节 胚胎工程（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高二生物选择性必修3 生物技术与工程同步学案（人教版）

该高中生物学课件聚焦胚胎工程，涵盖受精及早期胚胎发育的理论基础（如精子获能、卵裂期特点）和体外受精、胚胎移植等技术应用。通过预习诊断与问题导入，衔接细胞工程前序知识，以表格归纳（如受精过程变化）、问题探究（如防止多精入卵屏障）、典题解析为学习支架，引导学生从基础到应用构建知识网络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过归纳胚胎发育阶段特征（如囊胚分化）、分析胚胎分割实质（同卵多胎）培养逻辑能力；结合探究实践（如胚胎移植步骤排序），提升问题解决素养。采用“理论-探究-巩固”模块式教学，辅以核心语句必背，助力学生提炼重点，也为教师提供现成探究问题与分层练习，提升教学效率。

第2章　细胞工程 第3节　胚胎工程 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 目录 contents Part 01 预习新教材 探究新知能 Part 02 课时作业（九） Part 04 随堂巩固练 Part 03 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 预习新教材 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 生殖细胞 早期胚胎细胞 体外受精 胚胎分割 获得的胚胎 雌性动物体内 体外 自然受精 早期胚胎发育 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 雌性动物的生殖道 初级卵母细胞 次级卵母细胞 输卵管 MⅡ期 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 多种酶 透明带 透明带 卵细胞膜 雄原核 减数Ⅱ 雌原核 核膜 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 输卵管 卵裂 并不增加 细胞团 分化 内细胞团 胎盘 囊胚腔 内胚层 中胚层 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 体外 早期胚胎 卵巢 MⅡ 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 获能 适当培养液 繁殖 胚胎 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 体外受精 同种的、生理状态 提供胚胎 接受胚胎 供体 受体 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 供体、受体 人工授精 胚胎 移植 雌性 早期胚胎 同卵双胎 相同 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 无性繁殖 克隆 桑葚胚 囊胚 内细胞团 繁殖 遗传性状相同 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 √ × × × √ × 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 探究新知能 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 随堂巩固练 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 谢谢观看 第2章 细胞工程 生物学 选择性必修3 学习目标 素养要求 1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。 2. 简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。 1.归纳与概括胚胎发育过程中不同时期的细胞特点。(科学思维) 2．通过胚胎工程多种技术的学习，培养创造性思维。(科学思维) 一、胚胎工程的理论基础 1．胚胎工程的概念 (1)操作对象：____________、受精卵或__________________。 (2)技术手段：____________、胚胎移植和____________等多种显微操作和处理。 (3)目的：将_______________移植到__________________生产后代，满足人类的各种需求。 (4)实质：在______条件下，对动物___________和__________________条件进行模拟操作。 2．受精 (1)准备阶段1——精子获能： 动物排出的精子必须在________________________发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。 (2)准备阶段2——卵子的准备： 动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是__________________，有的可能是__________________，都要在_________内发育到______时，才具备与精子受精的能力。 (3)受精阶段： ①精子穿越卵细胞膜外的结构：获能的精子释放_________溶解卵细胞膜外的一些结构。 ②精子与卵细胞膜接触：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的_________发生生理反应，阻止后来的精子进入_________；精子入卵后，____________立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 ③精子入卵后：精子尾部脱离，形成新的核膜，叫_________；同时，被激活的卵子完成_________，排出第二极体，形成_________。 ④形成合子：雌、雄原核充分发育后，彼此靠近，______消失，完成受精作用。 3．胚胎早期发育 (1)卵裂期：受精卵早期在_________内进行有丝分裂，叫______。细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积____________。 (2)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的_________，形似桑葚。 (3)囊胚：细胞开始出现______，____________将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和______，随着胚胎的进一步发育，出现_________。 (4)原肠胚：囊胚孵化后，发育成原肠胚。具有外胚层、_________和_________，三个胚层逐渐分化形成各种组织、器官等。 二、胚胎工程技术及其应用 1．试管生物 通过人工操作使卵子在______受精，经培养发育为____________后，再进行移植产生的个体。 2．体外受精 (1)主要步骤： ①卵母细胞的采集：从______采集卵母细胞，在体外将其培养至____期。 ②精子的获取：采集到精子，并在体外对精子进行______处理。 ③受精：将获能的精子和培养成熟的卵子置于_______________，完成受精。 (2)应用： ①提高动物______能力。 ②为胚胎移植提供可用的______。 3．胚胎移植 (1)概念： ①移植对象：通过____________及其他方式得到的胚胎。 ②移植条件：移植到________________________相同的雌性动物体内。 ③供体：____________的个体。 ④受体：____________的个体。 ⑤实质：是生产胚胎的______和孕育胚胎的______共同繁殖后代的过程。 (2)主要步骤：包括_____________的选择和处理，配种或___________，______的收集、检查、培养或保存，胚胎的______，以及移植后的检查等。 (3)优势：充分发挥______优良个体的繁殖潜力。 4．胚胎分割移植 (1)概念：指采用机械方法将____________切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得____________或多胎的技术。 (2)特点：来自同一胚胎的后代具有______的遗传物质。 (3)实质：胚胎分割可以看作动物____________或______的方法之一。 (4)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。 (5)选择胚胎：应选择发育良好、形态正常的_________或______。 (6)操作要求：分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将____________均等分割。 (7)应用：促进优良动物品种的______，产生的__________________的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。 [自学效果诊断] 1．判正误 (1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。( ) (2)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。( ) (3)采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精。( ) (4)移植的胚胎只能来自体内受精或者体外受精直接产生的胚胎。( ) (5)胚胎移植时，供体母畜一般具备优良的遗传性能。( ) (6)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。( ) (3)胚胎移植过程中，对供、受体的选择，有哪些要求？ 提示：①供体：遗传性状优良，生产能力强。②受体：有健康的体质和正常繁殖能力。 2．微思考 (1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？ 提示：不能。刚采集到的精子还没有受精能力，必须先对精子进行获能处理，才能进一步受精。 (2)试管动物是有性生殖还是无性生殖？为什么？ 提示：属于有性生殖。其过程是精子和卵子在体外受精形成受精卵，由受精卵形成的早期胚胎移植到受体中。 新知探究一　胚胎工程的理论基础 1．防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？ 提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。 2．受精卵中的遗传物质父母双方各占一半，对吗？ 提示：不对。受精卵细胞核中的遗传物质双亲各占一半，但受精卵细胞质中的遗传物质来自母方。故受精卵中的遗传物质来自母方的要多于父方。 3．细胞出现分化的时期是哪个阶段？最初分化为哪些结构？ 提示：胚胎发育过程中在囊胚时期出现细胞分化。最初分化为内细胞团和滋养层两部分。 4．胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？并分析各种细胞全能性的大小。 提示：个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。 [核心归纳] 1．受精过程中生理或结构上的变化 过程 主要变化 获能的精子穿越放射冠 精子获能后，与卵子相遇时发生顶体反应，顶体内的酶释放出来，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路 穿越透明带 精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带 过程 主要变化 进入卵细胞膜 精子与卵细胞膜接触，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵 形成原核 精子入卵后尾部脱离，原有的核膜破裂，形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核 合子形成 雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成一个含二倍染色体的合子(受精卵) 2.早期胚胎发育的过程 (1)胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，此时胚胎开始发育，即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。 (2)桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。 (3)囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细胞仍具有全能性，可用于胚胎分割。 (4)原肠胚阶段是个体发育过程中分化能力最高的阶段，细胞已分化形成外、中、内三个胚层，但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。 3．卵裂期细胞或物质的变化规律 项目 变化 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 每个细胞体积 减小 有机物总量 减少 DNA总量 增多 物质种类 增多 [典题应用] 1．下列关于高等动物受精作用的叙述，错误的是(　　) A．在卵细胞膜和透明带之间出现两个极体是卵子受精的标志 B．在精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂 C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合体现了细胞膜的结构特点 D．精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵 解析：选D　当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精。卵细胞在与精子完成受精作用的同时也完成了减数第二次分裂。精子和卵细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。 2．关于哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是(　　) A．合子形成后立即进入子宫内进行有丝分裂 B．卵裂时随着细胞数目的增加胚胎总体积也随之增大 C．桑葚胚阶段前的每个细胞都属于全能细胞 D．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜 解析：选C　合子形成后在向子宫移动的过程中就开始进行有丝分裂，A项错误；卵裂时随着细胞数目的增加胚胎总体积不增加，B项错误；细胞分化开始于囊胚期，所以桑葚胚阶段前的每个细胞都属于全能细胞，C项正确；内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘，D项错误。 新知探究二　胚胎工程技术及其应用 1．下图是通过体外受精培育小鼠的过程图，请据图思考回答问题。 (1)②过程利用了细胞膜的那个特点？ 提示：利用了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。 (2)③过程的基础是什么？需要控制哪些外部条件？ 提示：动物细胞工程的基础是细胞培养，在培养过程中需要控制营养，温度和pH、渗透压，气体环境，无菌、无毒的环境等条件。 2．下图为胚胎移植的流程图解，据图回答： (1)胚胎移植时怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？ 提示：应对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功的关键。 (2)胚胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？ 提示：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。 3．如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题： (1)胚胎分割时对胚胎的品质和时期有何要求？ 提示：在进行胚胎分割时，应选择发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚。 (2)在胚胎分割时，能否无限分割？原因是什么？ 提示：不能。分割份数越多，越难以做到均等分割，且每一份的细胞数目就越少，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率会降低，得到的后代就越少。 [核心归纳] 1．胚胎移植的实质 是早期胚胎在相同生理环境条件下的空间位置转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此能保持其原来的遗传特性。 2．胚胎的来源 (1)雌性动物体内的早期胚胎。 (2)通过体外受精和早期胚胎的培养得到。 (3)通过哺乳动物转基因或体细胞核移植及培养得到。 3．胚胎移植的供体和受体 (1)供体的职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。 (2)受体须具备的条件： ①健康的体质和正常的繁殖能力。 ②同种的、生理状态相同的其他雌性动物，没有生殖隔离，生殖环境相同。 4．胚胎移植的条件 (1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。 (2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同。 ①应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使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。 ②移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体子宫内的位置相同或相似。 5．胚胎移植的基本程序(以牛为例) 6．胚胎分割移植应注意的事项 (1)对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，若分割不均，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。 (2)分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会越低。 [典题应用] 3．胚胎移植主要包括以下步骤，正确的顺序是(　　) ①配种或进行人工授精　②检查　③对胚胎进行移植　④移植后的检查　⑤对供体、受体的选择和处理　⑥对胚胎的收集　⑦培养或保存 A．⑤①⑥②⑦③④ B．①⑤⑥②⑦③④ C．⑤①⑥⑦②③④ D．①⑤⑥⑦②③④ 解析：选A　胚胎移植的基本程序：对供体、受体进行选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎进行收集、检查、培养或保存→对胚胎进行移植→进行移植后的检查。 4．胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是(　　) A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C．胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎 解析：选B　胚胎分割常选择桑葚胚或囊胚时期的胚胎，早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。 5．胚胎分割和胚胎移植是一种快速繁殖优良种畜的方法。下列叙述正确的是(　　) A．胚胎分割可以用机械的方法，也可以用酶处理的方法 B．分割的胚胎或细胞必须在体外培养到囊胚阶段再移植到受体内 C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同 D．胚胎移植中，供体和受体相当于双亲中的父本和母本 解析：选A　胚胎分割可以用机械的方法(分割针)，也可以用酶(胰蛋白酶)处理的方法来完成；分割的胚胎或细胞可以直接移植，或者培养到桑葚胚或囊胚早期再移植到受体内；胚胎分割产生的后代性状可能不同，因为性状可能会受到环境的影响，分割后的细胞一般在不同的母畜子宫内发育，因而表现可能不同；胚胎移植中，供体提供优良胚胎，受体提供健康的子宫，不同于有性生殖中双亲的父本(提供精子)和母本(提供卵细胞)的作用。 [核心语句必背] 1．胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 2．精子必须经过“获能”才能具有受精能力，卵子只有到M Ⅱ阶段，才具备与精子受精的能力。 3．雌原核与雄原核融合后，标志受精作用完成。 4．胚胎发育到囊胚才开始分化。 5．胚胎移植是指通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之发育成新个体的技术。实质是早期胚胎在相同生理环境条件下的空间位置转移。 6．胚胎分割移植是指采用机械方法将早期胚胎切割，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 1．下列能正确表示高等动物早期胚胎发育顺序的是(　　) A．受精卵→卵裂期→原肠胚→囊胚→组织器官的分化 B．受精卵→卵裂期→原肠胚→组织器官的分化 C．受精卵→卵裂期→桑葚胚→原肠胚→幼体 D．受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 解析：选D　高等动物早期胚胎发育依次经过受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化。 2．中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述，错误的是(　　) A．在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、桑葚胚、囊胚、原肠胚等几个阶段 B．兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性 C．克隆出的早期胚胎中，各细胞间具有相同的遗传信息 D．在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化 解析：选D　在胚胎发育过程中，囊胚期时就出现了细胞分化。 3．下列有关动物胚胎移植的叙述，错误的是(　　) A．供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎 B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C．超数排卵技术要使用一定的激素 D．通过胚胎移植获得的动物都属于无性生殖的产物 解析：选D　供体的主要职能是产生具有优良性状的胚胎，受体的主要职能是为胚胎的后期发育提供营养物质和发育空间；受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态，这就为胚胎移入受体提供了相同的生理环境；超数排卵技术要使用一定的激素，即促性腺激素；若用于移植的胚胎是经过受精作用得到的，则该过程为有性生殖；若胚胎是通过细胞核移植得到的，则该过程为无性生殖。 4．表现型不同的母牛生出基因型相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是(　　) A．试管动物培养 B．胚胎移植 C．胚胎分割移植 D．受精卵移植 解析：选C　胚胎分割可以看做动物的无性繁殖或克隆的方法之一，供移植的胚胎来自同一个受精卵，这样表现型不同的母牛最可能生出基因型相同的小牛。 5．牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答： (1)图中a、b、c过程分别是指__________、______________、________________。 (2)供体牛的主要职能是__________________________，受体牛必须和供体牛属于____________。 (3)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用动物激素进行同期发情处理，这样处理的目的是________________________，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。 (4)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？ _______________________________________________________________。 解析：(1)图示a、b、c过程依次为对供体母牛进行超数排卵处理、配种后胚胎的收集和向受体母牛的胚胎移植。(2)供体牛主要是提供具有优良遗传特性的胚胎，受体牛必须和供体牛属于同一物种。(3)为使受体接受胚胎，应对供受体进行同期发情处理。(4)胚胎移植技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种。 答案：(1)超数排卵处理　胚胎的收集　胚胎移植　(2)产生具有优良遗传特性的胚胎　同一物种　(3)使供、受体母牛处于相同的生理状态　 (4)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种 $