2.3.2胚胎工程技术及其应用课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程技术及其应用 本节课课标要求：简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。 本节课素养目标： 1.简述体外受精、胚胎移植的基本原理、操作步骤和应用价值。（生命观念） 2.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。（科学思维） 3.关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。（社会责任） 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 （二） 本节课重点：体外受精、胚胎移植的基本原理、操作步骤和应用 从社会中来： 新课导入 国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右 国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右 奶业 肉业 海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg 我国蒙古黄牛：均重300Kg 荷斯坦牛 蒙古黄牛 实际问题 ①引进一头良种成年奶牛需3万---5万元 ②一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次 科学发现 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。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。 思考:那如何实现良种牛快速繁殖呢? 我国奶业肉业现状 试管牛的工厂化生产 克隆 试管动物: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，在进行移植产生的个体。 试管牛的工厂化生产（视频） 思考:试管牛(动物)”是指什么？“试管牛”是如何生产的？ 【任务一】1.阅读课本60页第一段和第二段，明确胚胎工程技术常用的有哪几类？什么是试管动物？如何培育试管动物？试着比较试管动物和克隆动物？ 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。 （三）如何培育试管动物（如奶牛）？ （一）胚胎工程常用技术 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。 （二）试管动物 精子 卵子 受精卵 早期胚胎 子宫 个体 体外受精 胚胎移植 试管动物 ===== 克隆动物 × 体外早期胚胎培养 试管动物 1978年世界首例试管 婴儿露易丝.布朗 1988年中国首例试管婴儿郑萌珠 试管人 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 （四）比较试管动物和克隆动物 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 2.意义 是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。 场所：培养液 【任务一】2.阅读课本60页第2-3段，明确体外受精的过程及意义。 目的：去除精清（含有抑制精子获能的物质）,以利于精子获能。 一、体外受精 【任务一】3.结合之前学习的自然受精和人工授精的知识，比较体外受精与以上两种受精方式的异同，完成下表。 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程 不同 场所 不同 相同点 雌雄动物交配完成 雌性动物输卵管中 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 雌性动物输卵管中 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 注意：通过体外受精获得的受精卵不能直接植入受体子宫，必须通过 体外早期胚胎培养培养到早期胚胎才能进行胚胎移植。 二、胚胎移植 【任务二】1.阅读课本61页第1-2段，明确胚胎移植的概念，知道胚胎的来源，明确受体和供体的概念、选择标准和职能。 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 2.胚胎来源 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） 3.供体和受体 供体： 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： 受体： 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 移植条件:供体与受体为同种且生理状态相同的动物。 胚胎移植 二、胚胎移植 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” 4.胚胎移植的条件、实质、地位 5.过程 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 二、胚胎移植 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。 冲卵 排出早期胚胎 问题1:什么是同期发情处理？ 问题2:同期发情处理的目的是什么？ 问题3:如何进行超数排卵？ 问题4:超数排卵的目的是什么？ 问题5:冲卵的目的是什么？ 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 5.过程 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。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? 受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。 二、胚胎移植 6.生理学基础 【任务二】3.结合所学知识，完成课本62页思考讨论“胚胎移植的生理学基础”的四个问题。 3.胚胎移植后，经受体孕有的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致?为什么? 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。 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。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，并继续发育。 生理学基础 意义 为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境 为胚胎收集提供了可能 为胚胎在受体内的存活提供了可能 为移植后胚胎继续发育提供了营养，且保留了遗传特性等 胚胎移植提供基础。 哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的 哺乳动物的早期胚胎形成后，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 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响 二、胚胎移植 6.生理学基础 供体 受体 7.意义 ① 充分发挥雌性优良个体的 。 ② 大大缩短了 本身的繁殖周期。 ③ 对供体施行 处理后，增加供体一生繁殖后代的数量。 繁殖潜力 供体 超数排卵 产生具有优良遗传特性的胚胎 负责繁重而漫长的妊娠和育仔任务 每次处理一头奶牛收集到的胚胎，经移植可产生3-4头犊牛，每年可处理4-5次。 8.地位 胚胎移植是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。 二、胚胎移植 要点小结 遗传性状优良、生产能力强供体母牛 健康的体质、正常的繁殖能力受体母牛 多种激素同期发情处理 促性腺激素 超数排卵 供体公牛 发情配种或人工授精 收集胚胎并检查 胚胎移植 妊娠检查 分娩（胚胎移植的犊牛） ①该过程中两次使用激素： ②该过程中的两次检查： ③ 胚胎移植成功与否要有两个条件： 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。 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。 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。 二、胚胎移植 1978年，科学家将小鼠的桑椹胚一分为二，获得了成功。 1979年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。 20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割法，并相继得到1/4和1/8分割胚胎后代。 我国的胚胎工程专家也进行了分割胚胎移植的实验研究，成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚胎分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。 胚胎分割技术的发展 应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊 三、胚胎分割 【任务三】阅读课本62页2-4页和63页，说出胚胎分割的概念、繁殖方式、适合分割的胚胎、主要使用的仪器、胚胎分割的过程、胚胎分割的优缺点分别是什么？ 三、胚胎分割 1.概念： 采用机械方法将早期胚胎（桑葚胚或囊胚）切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 理论依据 特点 对象 发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。 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。 注：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割 三、胚胎分割 2.设备： 显微操作仪 体视显微镜 分割工具: 分割针或分割刀 三、胚胎分割 3.过程： 盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割 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。 3.过程： 三、胚胎分割 做DNA分析 鉴定性别 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。 问题:为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？ 3.过程： 三、胚胎分割 问题:为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？ （三）过程： 因为内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。而滋养层细胞将来发育成胎儿的胎盘和胎膜，只为胚胎提供营养；同时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。 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 三、胚胎分割 优点(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。 局限性 4.优点和局限性： 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。 应用胚胎分割技术获得的三卵六羔羊 三、胚胎分割 5.胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的联系 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 不 同 点 胚胎的 来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎 遗传 物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞 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 练习与应用 课堂小结 1.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，正确的是（　　） A．胚胎分割可以看作动物无性繁殖的方法之一 B．为了获得良种后代，可以取少量内细胞团细胞进行DNA分析 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不同 习题巩固 A 滋养层 相同 2.（2026·福建·模拟预测）动物细胞工程和胚胎工程是打破自然繁殖限制、实现良种快速扩大繁殖和遗传改良的关键技术，是现代畜牧业发展的核心驱动力。下列叙述错误的是（　　） A．克隆动物与试管婴儿都会涉及胚胎移植 B．为获得多个卵母细胞，需对母体注射促性腺激素 C．可取滋养层细胞做DNA分析和性别鉴定 D．选择胚胎发育到原肠胚期进行胚胎分割 D 桑葚胚或囊胚期 习题巩固 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.64(fixed_gap:False) $