第二章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中生物学课件聚焦胚胎工程技术，系统梳理体外受精、胚胎移植和胚胎分割的原理与操作，通过基础诊断题和流程图导入，衔接细胞工程与选择性必修知识，以表格对比、流程拆解和互动问题为学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过克隆动物与试管动物对比、胚胎分割操作规范等培养分析能力，含互动探究视频，渗透科技造福人类的社会责任理念，助力学生构建知识体系，教师可高效开展教学。

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6．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。 二、胚胎移植 1．胚胎移植概念 (1)对象：通过　体外受精　及其他方式得到的胚胎。 (2)移植条件：　同种　、　生理状态　相同的雌性动物。 (3)供体：在胚胎移植中　提供胚胎　的个体。 (4)受体：在胚胎移植中　接受胚胎　的个体。 (5) 地位：通过任何一项技术(如　转基因　，　核移植　和　体外受精　等)获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。 2．胚胎移植的过程 3．胚胎移植的意义 (1)充分发挥雌性优良个体的　繁殖潜力　。 (2)　大大缩短　了供体本身的繁殖周期。 (3)对供体施行　超数排卵　处理，增加后代数量。 三、胚胎分割 1．胚胎分割的概念 对象 早期胚胎 方法 机械方法 目的 获得　同卵双胎　或多胎 特点 来自同一胚胎的后代具有　相同的遗传物质　 实质 胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一 2.操作程序 (1)选择胚胎：选择发育良好、形态正常的　桑葚胚　或 　囊胚　，将其移入盛有　操作液　的培养皿中。 (2)分割胚胎：用　分割针　或　分割刀　将胚胎切开。 (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。 3．囊胚分割要求 内细胞团　均等分割　，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 4．意义 (1)胚胎分割技术可以促进优良动物品种的　繁殖　，产生　 遗传性状　相同的后代，是进行遗传学研究的宝贵材料。 (2)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　具有重要意义。 ◆[基础诊断] (1)采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精。( × ) (2)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。( × ) (3)胚胎移植时，供体母畜一般具备优良的遗传性能。( √ ) (4)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。( × ) (5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( √ ) 疑难点一　体外受精 1．试管动物：试管动物技术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，再经移植产生个体。 [特别提醒]　试管动物技术并非自始至终都在试管中发育，而是胚胎发育的早期在培养皿和试管中，胚胎发育的绝大部分时间在母体内。 2．体外受精 (1)体外受精的原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使卵母细胞成熟、精子获能，最终完成受精和胚胎保存。 (2)主要步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等。 (3)过程：精子进行获能处理，卵子进行成熟培养(发育到MⅡ期)，再进行体外受精。 [特别提醒]　体外受精形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖，核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖，即判断胚胎移植为何种生殖方式，关键要看胚胎是通过何种方式发育而来的。 (4)比较自然受精、人工授精和体外受精 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。 3.克隆动物、试管动物的比较 项目 克隆动物 试管动物 生产 流程 遗传 特性 主要与供核个体相同 具备双亲的遗传性状 意义 加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 相同点 两者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑葚胚或囊胚期的胚胎 ◆[互动探究] 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过程体现了细胞膜的哪个特点？ 提示：体现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。 3．体外受精技术的优点是什么？ 提示：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。 ◆[对点训练] 1．发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面叙述错误的是(　　 ) A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题 B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物的卵细胞 C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜 D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖 解析：D　[例如，牛的生育率很低，一头牛一胎只产一头犊牛，一生只能生育四五次，但是母牛体内的卵母细胞却相当多，公牛产生的精子的数量更多。因此，可通过试管动物技术，人工采集卵子和精子，在体外进行受精以获得大量的胚胎，然后移植到同种其他动物体内孕育。这样充分利用了动物的卵细胞，提高了动物的生育率，并通过“借腹怀胎”使普通的家畜可以繁育良种家畜。] 2．“试管婴儿”技术是目前解决不孕症的有效手段，这项技术实际上是指受精卵在体外培养3～5 d，形成胚胎后移植回母体子宫，着床后继续发育形成胎儿直至分娩。下列有关“试管婴儿”的叙述中，正确的是(　　 ) A．该技术属于胚胎工程的技术范围 B．该技术充分体现了动物体细胞的全能性 C．该技术依据的原理是无性生殖，子代能保持母体的性状 D．“试管婴儿”的形成及发育过程中不会发生基因重组和突变 解析：A　[“试管婴儿”运用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，属于胚胎工程的技术范围，A正确。该技术是精子和卵细胞在体外结合受精，属于有性生殖，具有双亲的遗传物质，不能完全保持母本的性状，不能体现体细胞的全能性，B、C错误；“试管婴儿”的形成及发育过程中会发生基因重组和突变，D错误。] ◆[易错警示] 试管动物和克隆动物的不同 (1)生殖方式不同：试管动物属于有性生殖；克隆动物属于无性生殖。 (2)培育的技术手段不同：试管动物需采用体外受精、胚胎移植等技术；克隆动物需采用核移植、胚胎移植技术。 (3)是否遵循遗传定律：试管动物遵循遗传定律；克隆动物不遵循遗传定律。 疑难点二　胚胎移植 1．胚胎移植中胚胎来源归纳 ①核移植早期胚胎培养——无性繁殖。 ②体外受精早期胚胎培养——有性生殖。 ③体内受精→冲卵→移植——有性生殖。 2．胚胎移植的流程 　[特别提醒] (1)作为胚胎受体的条件 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(与供体是同一物种,与供体处于相同的生理状态,雌性动物)) (2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 ◆[互动探究] 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？性别由谁决定？ 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；性别取决于公牛提供何种精子。 ◆[对点训练] 1．胚胎移植的优点，叙述不正确的是(　　 ) A．充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 B．大大缩短了供体本身的繁殖周期 C．经移植可得到多个后代 D．胚胎移植可以提取药物 解析：D　[胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。胚胎移植可加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优秀个体的繁殖潜力，即缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量，故本题选D。] 2．下列哪项不属于胚胎移植的基本步骤(　　 ) A．对供体、受体的选择和处理 B．配种或人工授精 C．对胚胎收集、检查、培养或保存 D．对胚胎进行分割、培养和移植 解析：D　[胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查，对胚胎进行分割、培养和移植不属于胚胎移植的基本步骤。] 疑难点三　胚胎分割 1．胚胎分割的基础 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(理论基础：细胞的全能性,物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质)) 2．胚胎均分数目 用分割针或分割刀片将胚胎切成2、4、8等份数，而不是2、3、4、5、6等份数，这与细胞有丝分裂产生的子细胞数目，以及操作难易程度有关。 3．胚胎的选择：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。 4．胚胎分割的过程 eq \x(选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚) ↓ eq \x(转入盛有操作液的培养皿中) ↓ eq \x(用分割针或分割刀片将胚胎切开) ↓ eq \x(\a\al(吸出其中半个胚胎，注入空透明带中，,或将裸半胚移植入受体)) ↓ eq \x(着床发育产仔) 5．胚胎分割的意义：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。 ◆[互动探究] 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。 ◆[对点训练] 1．如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是(　　 ) A．甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞 B．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中 D．图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术 解析：A　[图中甲所示的细胞可能是受精卵，还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞，A正确；图中a过程包括卵裂、囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段，B错误；应把③移植到母牛的子宫中而不是输卵管中，C错误；图示中没有显示核移植的过程，D错误。] 2．表型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。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：C　[表型不同的母牛，生育出基因型完全相同的小牛，很可能是胚胎分割移植，该技术可提高牛的产仔率，得到的后代基因型一定相同。] ◆[易错警示] 有关胚胎分割的三点提醒 (1)分割要均等。分割囊胚的内细胞团时，一定要均等，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)分割份数不能过多。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，而且技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度越大，移植成功率降低。 (3)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。 1．下列对“试管婴儿”和克隆动物培育过程的叙述中，正确的是(　　 ) ①“试管婴儿”的产生是有性生殖　②克隆动物的产生是无性生殖　③“试管婴儿”是辅助生殖的技术　④可以用雄性动物的体细胞核进行克隆 A．①②③　　　　　 B．①②④ C．③④ D．①②③④ 解析：D　[试管婴儿利用了“体外受精”技术，因此属于有性生殖，①正确；克隆动物利用了细胞核移植技术，属于无性生殖，故②正确；试管婴儿可以用来解决女性不孕问题，属于辅助生殖的技术，故③正确；克隆时可以采用雄性动物的体细胞进行克隆，故④正确。] 2．下列有关胚胎工程叙述正确的是(　　 ) A．早期的胚胎发育中，细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大 B．胚胎移植中，对供体要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理 C．通过体细胞核移植方法培育的克隆动物是对供体动物进行了100%的复制 D．如对囊胚期的胚胎进行分割，应注意将滋养层细胞均等分割 解析：B　[早期胚胎发育中，细胞的数量增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小，所以细胞的体积不断减小，A错误；胚胎移植中，对供体要做超数排卵处理，以获取更多的卵细胞，对供、受体要做同期发情处理，以使生殖器官的生理变化相同，B正确；克隆动物的核基因完全来自供体动物，而质基因来自受体细胞，因此克隆动物不是对提供体细胞的动物进行了100%的复制，C错误；对囊胚期的胚胎进行分割，应注意将内细胞团细胞均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，D错误。] 3．下列关于胚胎分割和移植的叙述，正确的是(　　 ) A．胚胎分割时可以在显微镜下用分割针或分割刀片进行分割 B．胚胎分割时分割的数量越多越好 C．胚胎移植前取内细胞团细胞进行DNA分析性别鉴定 D．胚胎移植产下的个体的遗传物质来自受体母畜 解析：A　[胚胎分割时可以在显微镜下用分割针或分割刀片进行分割，A正确；胚胎分割以二分胚胎为宜，分割的数量不是越多越好，B错误；胚胎移植前取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定，取内细胞团细胞进行DNA分析会对胚胎造成较大伤害，C错误；胚胎移植产下的个体的遗传物质来自供体，与受体母畜无关，D错误。] 4．某团队研究雪龙黑牛两种采卵方式对胚胎发育的影响，结果如下表。下列说法正确的是(　　 ) 采卵方式 优秀卵母 细胞数 分裂数 分裂率 囊胚数 胚胎发 育率(%) 活体采卵 628 451 0.71 53 11.8 屠宰采卵 434 338 0.7 93 27.5 A.活体采卵和屠宰采卵所得卵母细胞可以直接体外受精 B．体外受精时顶体反应和透明带反应可以阻止多个精子入卵 C．屠宰采卵既能充分利用废弃卵巢又能提高胚胎移植的成功率 D．进行胚胎移植时需要对受体母牛使用免疫抑制剂避免免疫排斥 解析：C　[活体采卵和屠宰采卵所得卵母细胞需要培养成熟才能体外受精，A错误；体外受精时透明带反应和卵细胞膜反应可以阻止多个精子入卵，B错误；屠宰采卵既能充分利用废弃卵巢又能提高胚胎移植的成功率，C正确；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。] 5．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对供体母牛的要求是　_________________________　。然后②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　________　阶段。 (3)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？　________　，为什么？ ______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)进行胚胎移植的优势是__________________________。 解析：(1)对供体母牛的要求是遗传性能和生产性能优秀的个体，胚胎移植时供、受体母牛必须处在相同的发情期，然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。 (2)对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。 (3)⑤过程产生的犊牛的遗传物质并不是来源于⑥，所以它们的遗传物质不相同。 (4)进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 答案：(1)遗传性能和生产性能优秀的个体　促性腺　(2)桑葚胚　囊胚　(3)不相同　因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响　(4)能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 $