2.3.2胚胎工程课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程 胚胎工程技术及其应用 授课人： 选择性必修三 第二章第三节 胚胎工程 1.操作对象： 2.技术种类： 3.工程实质： 4.理论基础： 动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 哺乳动物（体内）受精和早期胚胎发育的规律。 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。 胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 试管动物 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。 体外受精 受体母牛 (代孕) 精子 卵子 早期胚胎发育 胚胎移植 受精卵 早期胚胎 试管牛 胚胎移植 体外受精 体外胚胎培养 有性生殖 生殖方式： 体外受精 PART 01 一：体外受精 培养 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 卵巢 MⅡ期卵母细胞 采集方法一： 用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。 （超数排卵处理） 采集 新鲜或解 冻的精液 精子离心处理 注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。 获能精子 (人工配制的获能液) 一：体外受精 培养 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 卵巢 MⅡ期卵母细胞 采集方法一： 用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。 （超数排卵处理） 采集 新鲜或解 冻的精液 精子离心处理 注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。 获能精子 (人工配制的获能液) 体外受精 (相应溶液) 项　目 不 同 点 不 同 点 相同点 项　目 过程 不同 场所 不同 相同点 自然受精 雌雄动物交配完成 雌性动物输卵管中 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 人工授精 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精 雌性动物输卵管中 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 体外受精 人工获取精子、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程 体外培养液中 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 比较自然受精、人工授精和体外受精 一：体外受精 项　目 不 同 点 不 同 点 相同点 项　目 过程 不同 场所 不同 相同点 自然受精 雌雄动物交配完成 雌性动物输卵管中 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 人工授精 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精 雌性动物输卵管中 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 体外受精 人工获取精子、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程 体外培养液中 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 比较自然受精、人工授精和体外受精 一：体外受精 培养 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 卵巢 MⅡ期卵母细胞 采集 新鲜或解 冻的精液 精子离心处理 获能精子 (人工配制的获能液) 体外受精 (相应溶液) 2、意义：提高动物繁育能力，为胚胎移植提供可用胚胎。 1/4 完成 1．下图所示是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行的体外受精技术培育试管动物的大致流程。下列说法中，错误的是( ) A．哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤 B．在体外受精前，要对精子进行获能处理，从而使精子具有与卵细胞受精的能力 C．胚胎在进行卵裂的过程中，细胞数目不断增加但胚胎的总体积并不增加 D．胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→原肠胚→囊胚 D 1/4 完成 2．下列关于试管牛和克隆牛的叙述，错误的是( ) A．均需卵细胞参与 B．均需胚胎移植技术 C．均需进行胚胎体外培养 D．均是无性生殖技术 D 3．下列有关人工授精、体外受精和自然受精的叙述，错误的是( ) A．人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性 B．体外受精能更有效地发挥动物的繁殖潜能 C．人工授精、体外受精的本质与自然受精不同 D．人工授精过程中的精卵结合发生在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中 C 胚胎移植 PART 02 二：胚胎移植 1.胚胎移植的概念： 是指将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，使之继续发育为新个体的技术。 供体：提供胚胎的个体 受体：接受胚胎的个体 胚胎移植 遗传性状优良，生产能力强 有健康体质和正常繁殖能力 体内受精、转基因、核移植等 二：胚胎移植 2.过程： 优良供体母牛 受体母牛 超数排卵 进行同期发情处理 受体发情 供体、受体的选择和处理 一般用激素（前列腺素、孕激素等）处理； 目的：使供体和受体生殖器官的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。 方法：用外源促性腺激素； 目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 仅对供体处理； 二：胚胎移植 2.过程： 优良供体母牛 受体母牛 超数排卵 受体发情 进行同期发情处理 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 发情配种或人工授精 优良公牛 移植胚胎 供体、受体的选择和处理 配种或进行 人工授精 胚胎的收集 胚胎的检查 培养或保存 胚胎的移植 移植后的检查 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 桑椹胚或囊胚阶段 二：胚胎移植 思考∙讨论 胚胎移植的生理学基础 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；一般情况下检查合格的胚胎需要移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。 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发生免疫排斥反应。 移植前应对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。 二：胚胎移植 3．胚胎移植后，经受体孕育的后代，遗传特性与供体还是受体一致？为什么？ 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，其遗传特性在孕育过程中不会发生任何变化。 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。 胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境的一致性密切相关，只有供体、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。 思考∙讨论 胚胎移植的生理学基础 二：胚胎移植 3.胚胎移植成功的生理学基础及相应意义 生理学基础 意义 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 相同 为供体的胚胎移入受体提供了 的生理环境 相同 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 游离 为胚胎的 提供了可能 收集 受体对移入子宫的外来胚胎基本上 不发生 . 免疫排斥反应 为胚胎在受体内的 提供了可能 存活 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其 不受任何影响 遗传特性 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 二：胚胎移植 4.胚胎移植的意义 （1）可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。 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，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的十几倍到几十倍。 （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。 1/4 完成 1．如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。下列叙述正确的是( ) A．①过程使受体母牛同期发情，主要为了保证犊牛有足够的母乳 B．②过程是通过注射性激素，达到超数排卵 C．③过程中精子需要培养在获能液中，获能后才能受精 D．④过程是为了避免受体母牛对外来胚胎产生免疫排斥 C 1/4 完成 2．梅花鹿胚胎移植实验的主要流程：①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎移植→⑥子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是( ) A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂 B．③过程是以哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态为前提 C．④可移植的胚胎应发育到原肠胚 D．⑤过程中移植的胚胎必须与受体血型相同 B 1/4 完成 3．胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛应用。下列关于胚胎移植技术的叙述中，不正确的是( ) A．胚胎移植技术可充分发挥优良母畜的繁殖潜力 B．胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节 C．应用胚胎移植技术可以代替种畜引进，丰富品种资源 D．胚胎移植技术可在畜牧业生产中产生新品种，改良品种资源 D 1/4 完成 4．下列有关胚胎移植的生理学基础的叙述，不正确的是( ) A．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 B．移植胚胎前需对胚胎进行检查且对受体进行同期发情处理 C．受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎在受体内能够存活的生理基础 D．供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理、组织和遗传上的联系，这是供体胚胎正常发育的生理基础 D 胚胎分割 PART 03 1942 年 ，科学家成功地对大鼠二细胞胚胎进行了分离和培养 。后来 ， 一些科学家尝试着把绵羊八细胞胚胎分割成 4 份 ，每份 2 个细胞 ，再将它们植入母羊子宫内 ， 结果母羊成功地产下 4 只小羊 。 小资料 三：胚胎分割 1. 胚胎分割概念： 指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份，经移植获得同卵双胞胎或多胎的技术。 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。 2. 特点： 3. 实质： 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。 胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 所需要的主要仪器： 分割工具： 体视显微镜、显微操作仪 分割针或分割刀 体视显微镜 三：胚胎分割 4.胚胎分割操作程序 （1）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。 （2）在显微镜下用分割针或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，注意将内细胞团均等分割。 （3）还可用分割针分割 ，做DNA分析，鉴定性别。 （4）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。 滋养层 人工控制动物性别 三：胚胎分割 5.胚胎分割时的注意事项 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将 均等分割。 若分割时不能均等分割，会出现 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。 内细胞团 含内细胞团多 6.胚胎分割的意义 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。 三：胚胎分割 7.局限性 ①存在一些问题，如刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等。 ②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。 1/4 完成 1．以下关于胚胎分割的说法不正确的是( ) A．就目前的胚胎C割而言，产生的同卵双胎较多，而形成同卵多胎的成功率较低 B．胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一 C．可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份后移植 D．用分割针将桑葚胚分成两部分，可直接将分割后的胚胎移植入受体 C 1/4 完成 2．早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，可以将其分割成多份，从而提高胚胎的利用率。下列关于胚胎分割的叙述，错误的是( ) A．胚胎分割需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪 B．胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚 C．取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定，可人工控制动物性别 D．胚胎分割的次数越多，分割后胚胎成活的概率越小 B 1/4 完成 3．(2022·江苏卷)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( ) A．通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精 B．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质 C．克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程 D．将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖 C 谢谢观看 胚胎工程的理论基础 授课人： 选择性必修三 第二章第三节