2.3.2 胚胎工程技术及应用-牛犊工厂化生产（情境课件）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，系统讲解体外受精、胚胎移植和胚胎分割的原理、步骤及应用，以“牛犊工厂化生产”为情境导入，通过任务驱动引导学生对比试管动物与克隆动物，构建知识脉络并提供表格、步骤分解等学习支架。 其亮点在于以情境串讲和问题链培养科学思维，如用图示和文字表示胚胎移植过程，通过比较表格深化生命观念，结合畜牧业应用渗透社会责任。即学即练和归纳总结帮助学生巩固，教师使用可提升教学系统性与效率。

人教版选择性必修3 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 三 胚胎工程技术及其应用 牛犊工厂化生产 目录 生命观念 1. 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。 科学思维 1.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。 社会责任 1.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。 素 养 目 标 情境导入 牛犊的工厂化生产 情境启思 牛犊的工厂化生产 是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。 试管动物： 【任务一】阅读课本60页第一段和第二段，思考回答下列问题; 1.胚胎工程技术常用的有哪几类？ 2.什么是试管动物？如何培育试管动物？ 3.试着比较试管动物和克隆动物？ 情境串讲 试管牛的生产流程 情境串讲 试管牛的生产流程 （一）常用技术 （二）试管动物 （三）如何培育试管奶牛？ 目前在医学和生产上应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割。 是指通过人工操作使卵细胞在体外受精，培养发育为早期胚胎后，在进行移植生产的个体。 受精卵 早期胚胎 子宫 个体 体外受精 早期胚胎发育 胚胎移植 精子 卵子 （四）比较试管动物和克隆动物 情境串讲 试管牛的生产流程 核移植 体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植 克隆牛 无性生殖 重组细胞 受精卵 试管牛 有性生殖 比较项目 试管动物(婴儿) 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 继承双亲的特性 与核供体亲本基本一样 【任务二】请同学们阅读课本60页第2-3段及图2-22，思考并回答下列问题： 情境串讲 一、体外受精 1.体外受精技术主要包括哪几个步骤？ 2.卵母细胞的培养的目的是什么？ 3.离心的目的是什么？ 4.精子与卵细胞如何完成体外受精？ 5.受精卵如何培养？ 6.体外受精的意义？ 情境串讲 一、体外受精 2.体外受精的过程 去除精浆，以利于精子获能 (提取纯度较高精子) 在获能溶液或专用的受精溶液中完成 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 精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。 成熟培养 卵母细胞的采集 情境串讲 一、体外受精 3.体外受精的意义 为胚胎移植提供可用的胚胎 提高动物繁殖能力的有效措施 体外受精获得的受精卵可以在培养液中直接发育成犊牛吗? 情境串讲 一、体外受精 即学即练 体外受精 1.下图是利用体外受精技术培育某种哺乳动物的大致过程示意图，下列叙述错误的是(　　) A.刚刚排出的精子能够立即与发育到MⅡ期的卵母细胞结合完成受精 B．在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会发生反应阻止后来的精子进入 C．早期胚胎一般要经历桑葚胚、囊胚等阶段 D．胚胎移植可充分发挥雌性个体的繁殖潜力 A 刚刚排出的精子需要获能后才能与发育到MⅡ期的卵母细胞结合完成受精。 情境串讲 二、胚胎移植 【任务三】1.请同学们阅读课本61页第1-2段，思考并回答下列问题： 1.胚胎移植的概念，移植条件、实质、地位是什么？ 2.胚胎的来源？ 3.受体和供体的概念、选择标准和职能。 情境串讲 二、胚胎移植 1.概念: 2.胚胎来源： 胚胎移植指将通过_________及_________得到的胚胎，移植到________、_____________的______动物体内，使之_________________的技术 体外受精 其他方式 同种的 生理状态相同 雌性 继续发育为新个体 移植条件 实质 地位 供体与受体为同种且生理状态相同 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 胚胎工程的最后一道“工序” 体外受精及其他方式得到的胚胎 体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等 情境串讲 二、胚胎移植 3.供体和受体 供体： 受体： 提供胚胎的个体 遗传性状优良，生产能力强 产生具有优良遗传特性的胚胎 选择标准： 职能： 接受胚胎的个体 选择标准： 职能： 有健康体质和正常繁殖能力 承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务 情境串讲 二、胚胎移植 【任务三】2.请同学们阅读课本61页第3段及图2-23思考并回答下列问题： 1.请用文字和箭头表示出胚胎移植的过程，整个过程中能够完成相应条件的生理学基础有哪些？ 2.在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?目的是什么？ 3.如何进行超数排卵？目的是什么？ 4.胚胎移植的意义。 情境串讲 二、胚胎移植 胚胎移植主要包括①_____、_____的选择和处理，②_____或人工授精，③胚胎的_____、_____、培养和保存，④胚胎的移植，以及⑤移植后的_____等步骤。 供体 受体 配种 收集 检查 检查 供体、受体的选择和处理 配种或人工授精 胚胎的收集、检查、培养或保存 胚胎的移植 移植后的检查 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 胚胎移植 收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 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。 使他们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后不会发生免疫排斥反应。 注射外源促性腺激素 诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 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？ 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 桑葚胚或囊胚 情境串讲 二、胚胎移植 18 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 1.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? 不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。 情境串讲 二、胚胎移植 2.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。 3.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?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。因为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。 移入胚胎存活的基础 保留遗传特性的基础 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 情境串讲 二、胚胎移植 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 4.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? 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，并能继续发育。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。 胚胎移入的基础 胚胎移入 的基础 胚胎收集 的基础 移入胚胎 存活的基础 保留胚胎遗传特性基础 排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能。 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 情境串讲 二、胚胎移植 情境串讲 二、胚胎移植 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。 意义： 供体 职能 产生具有优良遗传特性的胚胎 承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务 受体 职能 对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代 朋友，谢啦… 对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理 对供体母畜进行超数排卵 配种或 人工受精 收集胚胎 对胚胎检查培养或保存 胚胎移植 对受体母畜进行妊娠检查 产生具有优良性状的后代 (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。 还有没有其他方法可以进一步挖掘良种奶牛的繁殖潜力? 归纳总结 胚胎移植过程 即学即练 胚胎移植 1．(2024·湖北选择考)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　) A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理 B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 D 生产中需要筛选出品质优良的波尔公山羊来提供精子。 即学即练 胚胎移植 2.梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是(　　) ①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④____________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿 A．通过①过程可获得更多的卵原细胞并完成减数分裂 B．③过程以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提 C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚阶段 D．⑤过程成功率的高低主要取决于供、受体生理状况的一致性 超数排卵处理的目的是获得更多的卵母细胞，而不是卵原细胞，且并没有完成减数分裂。 ③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系。 ④过程为“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。 D 早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？ 在我国，家兔、绵羊等动物的胚胎移植都获得了成功。大大促进了我国畜牧业的发展。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 情境串讲 三、胚胎分割 同卵双胞胎 内细胞团分裂 形成一模一样的双胞胎 异卵双胞胎 同卵双胞胎刚开始是单个的受精卵，但是在受孕一段时间之后，胚胎自行一分为二，形成了两个新的胚胎，而且具有相同的染色体构成，同时也具有相同的基因，这种情况称之为同卵双胞胎。 情境串讲 三、胚胎分割 【任务四】阅读课本62页2-4页和63页，思考回答下列问题： 胚胎分割的概念？繁殖方式？理论依据？特点？适合分割的胚胎？主要使用的仪器？胚胎分割的过程？胚胎分割的优缺点？ 情境串讲 三、胚胎分割 采用________将_________切割成 ____________________等，经移植 获得________________的技术 1.概念： 机械方法 早期胚胎 2等份、4等份或8等份 同卵双胎或多胎 3.理论依据: 早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。 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。 4.特点: 桑葚胚或囊胚 情境串讲 三、胚胎分割 2.繁殖方式: 无性繁殖（克隆） 5.适合分割的胚胎: 发育良好的、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 防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 将内细胞团均等分割 显微操作仪 体视显微镜和显微操作仪 体视显微镜 桑葚胚 囊胚 6.主要仪器设备: 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。 情境串讲 三、胚胎分割 对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。 分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。 7.胚胎分割过程 情境串讲 三、胚胎分割 选取滋养层细胞。 ①滋养层细胞发育成胎盘和胎膜，不发育胎儿的组织或器官，不会对胎儿正常发育产生影响。 ②滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。 做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？ 内细胞团 滋养层 囊胚腔 发育 胎盘和胎膜 发育 胎儿的各种组织 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。 情境串讲 三、胚胎分割 8.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 9.胚胎移植的局限性 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。 情境串讲 三、胚胎分割 囊胚期的内细胞团要均等分割。 原因：不均等分割会影响胚胎的恢复和发育 不是；分割份数越多，技术难度越大，移植的成功率也越低。 桑葚胚可以任意分割。 原因：桑葚胚未分化，里面的细胞是全能干细胞。 情境串讲 三、胚胎分割 【任务4】2.进行胚胎分割时，是否分割次数越多越好？ 即学即练 胚胎分割 1.下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是(　　) A．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精的精子需要获能 B．②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化 C．③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育 D．⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关 D 均需要获能 有细胞分化 ③代表胚胎分割，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，桑葚胚中无内细胞团。 即学即练 胚胎分割 3.下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．图中A所表示的细胞一定是受精卵 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子宫中 D．图示过程应用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术 还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞。 题图中a过程包括卵裂～囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段。 题图中没有显示核移植的过程。 C 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 胚胎工程技术及其应用 1.爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术的叙述正确的是(　　) A.获取的精子经获能后才能进行体外受精 B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵 C.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫 D.精子与卵子相遇后，精子会释放多种水解酶，防止多精入卵 课堂练习 能力提升 2.发展试管动物技术具有重要意义，下列有关叙述错误的是(　　) 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、更有效地利用动物卵母细胞 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 课堂练习 能力提升 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 能力提升 4.牛胚胎移植的基本程序如图所示，下列说法错误的是( ) A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎 B.图中a指的是超数排卵，可用激素促进该过程 C.图中c表示胚胎移植 D.应把早期胚胎移植到处于发情状态的母牛的输卵管中 课堂练习 能力提升 5.下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是（ ） A.供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体 B.受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力 C.胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理 D.在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响 课堂练习 能力提升 6.胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述正确的是( ) ①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份　②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎　③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆　④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎　　 A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③④ 课堂练习 能力提升 7.科学家运用不同的生物工程技术培育具有优良性状的牛，下列说法不正确的是(　　) A.体外受精等技术可培育出与母本遗传物质相同的试管牛 B.核移植等技术可培育具有亲本优良性状的克隆牛 C.胚胎分割等技术可提高优良牛胚胎的利用率 D.胚胎移植等技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力 课堂练习 能力提升 8.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述不正确的是( ) A.甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞 B.图中a过程包括桑葚胚、囊胚阶段 C.胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状 D.图示过程使用了动物细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术 课堂练习 能力提升 1.下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是（ ） A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵 B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种 C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得 D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题 B 课堂练习 能力提升 人教版选择性必修3 感谢观看！ Lavf58.20.100 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.64(fixed_gap:False) $