2.3.2 胚胎工程技术及其应用-2025-2026学年高二生物优质备课课件（人教版选择性必修3）

复习回顾： 1.卵裂时期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(　　) 2.小鼠胚胎干细胞可来自桑椹胚和囊胚内细胞团的分离培养(　　) 3.受精的场所和过程？ 4.获能液的有效成分？ 5.防止多精入卵的屏障？ 6.受精的标志？受精完成的标志？ 7.囊胚的结构及分化结果？ 8.什么是孵化？ × √ 输卵管 受精阶段 准备阶段Ⅰ:精子获能 准备阶段Ⅱ:卵子的准备 肝素、Ca2+载体等 透明带反应 卵细胞膜反应 雌雄原核形成合子（受精卵） 观察到两个极体或雌、雄原核 滋养层细胞→胎盘和胎膜 内细胞团→胎儿的各种组织 囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，叫做孵化。 情境导入 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。 牛的自然繁殖的速度太慢，一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。不能满足生产需要。引进一头良种成年奶牛需3万---5万元。 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。 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 学习目标： 1.简述体外受精的主要操作步骤。 2.简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。 3.简述胚胎分割概念。 4 预习自测 (1)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精(　　) (2)胚胎移植是胚胎工程中的最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，也可直接移植受精卵(　　) (3)超数排卵需外源促性腺激素(　　) (1)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植(　　) (2)对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割(　　) (3)胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖(　　) × × 到MⅡ期 不能直接移植受精卵 × 桑葚胚或囊胚 × 囊胚 √ √ 探究一.体外受精 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受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。 受体母牛 (代孕) 精子 卵子 胚胎移植 受精卵 早期胚胎 试管牛 试管牛 = 克隆牛 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 探究一.体外受精 1.过程： 包括 、 和 等步骤。 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 卵巢 MⅡ期卵母细胞 体外受精 获能精子 精子离心处理 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 成熟培养 获能处理 适当的培养液 卵母细胞的采集 精子的获取 提高动物 能力的有效措施，为胚胎移植提供可用的 。 胚胎 繁殖 2. 意义： 将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。 探究二.胚胎移植 1.概念： 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 受体：接受胚胎的个体 供体：提供胚胎的个体 早期胚胎 体外受精 体内受精 核移植 转入目的基因的受精卵 胚胎分割 有性 生殖 无性 生殖 胚胎移植 实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 地位：获得的胚胎都必须移植给受体才能获得后代。 2.步骤：胚胎移植主要包括_____、_____的选择和处理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培养和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等。 供体 受体 配种 收集 检查 检查 探究二.胚胎移植 优良供体母牛 优良公牛 （遗传性状优良，生产能力强） 受体母牛 （有健康体质和正常繁殖能力） 具有优良性状的后代 进行同期发情处理 超数排卵 促性腺激素 受体发情 发情配种或人工授精 移植胚胎 收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 3.过程 发育到囊胚或桑葚胚 (孕激素) 哺乳动物早期胚胎形成后，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，为胚胎收集提供可能。 冲卵 探究二.胚胎移植 思考讨论： 1.什么是同期发情处理？ 2.同期发情处理的目的是什么？ 3.超数排卵的目的是什么？ 4.如何进行超数排卵？ 5.为什么注射促性腺激素而不是性激素呢？ 6.冲卵的目的是什么？ 7.进行胚胎移植时应选择发育到哪个阶段的胚胎？ 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。 确保供体和受体的生殖器官处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，这是胚胎移植成功与否的关键。 诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵细胞。 注射外源促性腺激素。 直接注射性激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。 排出早期胚胎 桑葚胚或囊胚，若没发育到适合移植的阶段，还要进行胚胎培养。 探究二.胚胎移植 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。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。对受体进行同期发情处理。 2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ 基本不会 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。 实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 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 人工授精 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。 探究二.胚胎移植 4.意义： 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。 探究二.胚胎移植 生理学基础 意义 胚胎移入 同种动物的供、受体排卵后(同期发情)生殖器官的生理变化是_______的 为供体的胚胎移入受体提供了_______的生理环境 胚胎收集 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_______状态 为胚胎的收集提供可能 移入胚胎 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_________________ 为胚胎在受体内存活提供了可能 保留胚胎遗传特性 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其_________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 免疫排斥反应 相同 相同 游离 遗传物质 例题分析 1.科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是 A.超数排卵 B.精子获能处理 C.细胞核移植 D.胚胎培养 2.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 √ √ 探究三.胚胎分割 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。 你能想到进一步提高良种奶牛繁殖率的思路吗？ 探究三.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 2.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。 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可产生遗传性状相同的后代。 3.特点: 可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 4.繁殖方式: 5.主要仪器设备: 显微操作仪 体视显微镜 探究三.胚胎分割 6.胚胎分割操作程序 盛有操作液的培养皿中，分割针或分割刀在显微镜下分割。 做DNA分析， 鉴定性别 胚胎移植 已知性别胚胎 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。 分割囊胚时，要将内细胞团均等分割。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。 ①滋养层细胞发育成胎膜和胎盘，不发育胎儿的组织或器官，不会对胎儿产生影响。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。 目的是进行遗传病筛查，繁育健康后代 为了人工控制后代动物的性别 可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。 探究三.胚胎分割 胚胎分割动态演示 探究三.胚胎分割 7.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。 8.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。 例题分析 3.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 √ 4.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，不正确的是 A. 为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析 B.细胞A不一定是受精卵 C.为了获得更多的胚胎，分割 胚胎时产生的份数越多越好 D.对胚胎进行分割后得到的个体性别相同 √ 网络构建 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 概念：对早期胚胎切割 理论和物质基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同 的遗传物质 步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植 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 意义 胚胎移植 步骤 概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内 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 终端技术 终端技术 胚胎工程 理论基础 练习与应用 1. 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。 2.Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题： (1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是_____________________________ _________________________________________________________ 。 该健康男婴孕育过程中依次使用了________、体外受精、早期胚胎培养和______________等技术。 该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自卵细胞，导致前两个孩子患病夭亡 核移植 胚胎移植 解析　(1)依据题干信息，其致病基因位于线粒体DNA中，该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自卵细胞，导致前两个孩子患病夭亡。为了生育健康的孩子，该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 (2)该母亲的卵细胞是提供细胞核的卵细胞，即图示中的B。取卵之前，该母亲需要注射促性腺激素。 (3)进行胚胎移植，细胞必须要发育到桑葚胚或囊胚。 (4)因为男性的线粒体不会遗传给后代，为使后代的后代尽可能不患病，在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育。 23 (2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的________(填“A”或“B”)。取卵之前，该母亲需要注射________激素。 (3)将受精卵移入发育培养液中继续培养至桑葚胚或________，再进行胚胎移植。 (4)在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育原因是______________________________________________________________。 B 促性腺　 囊胚 因为男性的线粒体不会遗传给后代 $