2.3 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

第3节 胚胎工程 第2章 细胞工程 1.胚胎形成经过了哪些过程？ 2.受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？ 3.胚胎工程技术主要包括哪些内容？它们的原理分别是什么？ 4.胚胎工程在生产实践中有哪些应用？ 人教版选择性必修2 本节聚焦： 人教版选必修3 与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产量不高。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？ 从社会中来 良种荷斯坦奶牛 利用核移植技术（技术不够成熟，克隆动物可能存在健康问题） 利用胚胎工程 基础概念 指对 进行多种 ，然后将获得的胚胎 生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括 等。 操作对象 技术手段 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。 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。 实质 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 显微操作和处理 移植到雌性动物体内 体外受精、胚胎移植和胚胎分割 理论基础 目的 胚 胎 工 程 探索新知1 一、受 精（P56-57） 【任务1】请同学们自主阅读教材P56-57，完成下面知识网络： 受 精 准备阶段 精子获能 卵子的准备 受精阶段 阻止多精入卵的两个屏障 两个标志 概 念： 场 所： 过 程 受精是精子和卵子结合形成合子的过程。 在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 发育到MII时，才能受精 透明带反应 卵细胞膜反应 受精的标志:观察到两个极体或者雌、雄原核 受精完成的标志：雌、雄原核融合 思考： 1.精子获能的方法有哪些？ 2.P59，请用相关知识解释精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留下来？ 探索新知1 一、受 精（P56-57） 精子获能 ①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能： ②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因常见的有效成分有肝素、Ca"载体等。 细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所；线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所。 探索新知1 一、受 精（P56-57） 受精阶段 思考： 1.一个卵子能与两个精子结合吗？ 2.卵子如何防止多精入卵？ 不能 精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。 (透明带反应是阻止多精入卵的第一道屏障) 精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 (卵细胞膜反应是阻止多精入卵的第二道屏障) 探索新知1 一、受 精（P56-57） 3.简述受精过程 精子穿越透明带 (透明带反应) 精子接触卵细胞膜 雄原核 雌原核 第一极体 放出的 第二极体 精子入卵形成雄原核；卵子完成减II，释放第二极体后，形成雌原核 (卵细胞膜反应) 雌、雄原核靠近 核膜消失，卵裂即将开始 受精的标志:观察到两个极体或者雌、雄原核 受精完成的标志：雌、雄原核融合 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 评价P28 1.受精过程的顺序为(　　) ①第一次卵裂开始 ②释放第二极体  ③精子释放多种酶   ④穿越透明带 ⑤雌、雄原核的形成  ⑥雌、雄原核融合 A.③②④⑤⑥①             B.③④②⑤⑥① C.③④②⑤①⑥             D.④③②⑤①⑥ 答案:B 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 评价P28 6/10.下图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图,下列说法正确的是(　　) A.细胞Ⅱ是初级卵母细胞,细胞内含有4个染色体组 B.图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行 C.处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力 D.细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂 A.下丘脑、垂体分泌的相关激素参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成 B.受精作用促进次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ √ √ √ 探索新知2 二、胚胎早期发育（P58） 【活动1】同学们阅读教材P58，对下面示意图排序，并说出各时期的特点： 卵 裂 细胞数量 胚胎总体积 每个细胞体积 每个细胞核DNA量 不断减小 不变 增加 不增加 原肠胚 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 内胚层 外胚层 探索新知2 二、胚胎早期发育（P58） 【活动1】同学们阅读教材P58，对下面示意图排序，并说出各时期的特点： 概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团(32个细胞左右)，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。 特点：桑葚胚之前的细胞都具有_______,即每一个细胞都有发育成完整个体的潜能。 全能性 原肠胚 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 内胚层 外胚层 桑葚胚 探索新知2 二、胚胎早期发育（P58） 【活动1】同学们阅读教材P58，对下面示意图排序，并说出各时期的特点： 内胚层 外胚层 原肠胚 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 ② ④ ③ ① 囊胚 囊胚期的胚胎开始出现细胞分化，其中③部分的细胞将来发育成___________的一部分; ②部分的细胞，是胚胎干细胞的来源，将来发育成胎儿的____________。囊胚进一步扩大，会导致______（序号）破裂，胚胎从其中伸展，这一过程叫________。 胎膜和胎盘 各种组织 ① 孵化 拓 展 胚胎早期发育与个体发育 全能细胞 细胞分化 幼体 继续分化 出生发育 性成熟个体 孵化 卵 裂 胚胎发育 胚后发育 个体发育 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 外胚层 中胚层 内胚层 思考●讨论 课本P59 不同动物受精卵发育的比较 不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题 几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间 动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段 小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚 绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞 猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞 马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚 牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞 注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P59 一、 概念检测 1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。 (1)在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ） (2)精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。（ ） (3)精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（ ） × × √ 2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ） A. 在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔 B. 胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得 C. 桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D. 受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 A 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 金版P57 11.图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是(　　) A.自然条件下,过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵 B.图甲中过程②细胞数量增加,胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变 C.随着胚胎逐步扩大,结构⑥破裂,胚胎从其中伸展出来,该过程叫作孵化 D.图乙处于图甲中的a时期,细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘的一部分 B 温故知新 胚胎工程的理论基础 1.受精的场所：________________________________ 受精前的准备阶段：_______________、卵子发育到________期 防止多精入卵的反应有：_________________、_________________ 2.早期发育的胚胎分为几个阶段：_______________________________ 情境再现 荷斯坦奶牛 国产奶牛年均产奶量3000公斤左右 奶牛业 荷斯坦奶牛年均产奶量8000公斤左右 实际问题 ①引进一头良种成年奶牛需3万至5万元 ②一头母牛一胎一般只产一头牛犊，一生生育4、5次 科学发现 事实一头母牛一生排出的卵细胞约200个，而卵巢中卵母细胞数量高达20万个，这说明母牛是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。 情境再现 1989年8月15日旭日干观察他培育出来的第一胎“试管牛” 试管动物 通过人工操作使卵子在 受精，经培养发育为_________后，再进行 产生的个体。 体外 早期胚胎 移植 胚胎移植 体外受精 早期胚胎培养 个体 探索新知3 三、体外受精（P60） 1. 步骤： 2. 应用： 卵巢 新鲜或解冻的精液 MII期卵母细胞 获能精子 精子离心处理 体外受精 受精卵培养 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 胚胎早期培养的基本条件: 营养条件、无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境 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。 探索新知4 四、胚胎移植（P61-62） 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 或人工授精 移植胚胎 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 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 ① ② ③ ④ 讨论 1.右图的过程①②③④分别是什么？ 2.对供体、受体的选择有何要求？ 3.为什么需要同期发情处理？ 使供体与受体母牛生殖器官的生理变化相同，为供体的胚胎移入受体提供相同的环境。 探索新知4 四、胚胎移植（P61-62） 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 或人工授精 移植胚胎 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 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 讨论 4.同期发情与超数排卵处理分别使用什么激素? 5.发育到什么阶段的胚胎适合移植？ 6.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ 孕激素、促性腺激素 桑葚胚或囊胚 基本不会 探索新知4 四、胚胎移植（P61-62） 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 或人工授精 移植胚胎 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 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 讨论 7.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? 8.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? 9.胚胎移植的优势？ 供体 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 探索新知4 四、胚胎移植（P61-62） 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 或人工授精 移植胚胎 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 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 讨论 10.小结:两次使用激素、两次检查、成功两个条件。 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。 1.胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。 2.进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。 拓 展 胚胎移植的生理学基础 生理学基础 意义 哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，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 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 为胚胎在受体内的存活提供了可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响（即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，同时保留了遗传特性 拓展比较 试管动物和克隆动物 比较项目 试管动物 克隆动物 生殖类型 后代性状的继承特点 有性生殖 无性生殖 继承双亲的特性 与核供体基本一致 克隆牛 试管牛 核移植 重组细胞 胚胎移植 早期胚胎培养 体外受精 受精卵 拓展比较 试管婴儿技术 情境三现 资料1.早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，即使去掉早期胚胎的一半，剩余的仍可以继续发育为一个完整的胚胎。 资料2.1978年，科学家将小鼠的桑葚胚一分为二，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，人们继得到1/4和1/8分割胚胎的后代。目前，仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。 畅想：若能获取更多荷斯坦奶牛胚胎，通过胚胎移植，便能繁育更多荷斯坦奶牛，产出更丰沛的牛奶！ 探索新知5 五、胚胎分割（P63-64） 1.概念：采用________将________切割成2等份、4等份或8等份 等，经移植获得______________的技术。 机械方法 早期胚胎 同卵双胎或多胎 2.过程： 探索新知5 五、胚胎分割（P63-64） 讨论： 1.胚胎分割属于无性生殖还是有性生殖？ 2.胚胎分割所需要的主要仪器设备？ 3.对囊胚阶段胚胎进行分割时，为什么一定要均分内细胞团。 无性生殖 体视显微镜和显微操作仪 若分割不均，少的部分会发育不良，甚至不能发育等问题。 在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。 [思考]下列克隆分别用什么技术 动物细胞克隆—— 动物克隆—— 植物克隆—— DNA克隆—— 动物细胞培养 核移植、胚胎分割 植物组织培养 PCR技术 补充：克隆与无性繁殖 克隆是一很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”。 克隆是无性繁殖，具体地说，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。 探索新知5 五、胚胎分割（P63-64） 讨论： 4.为什么取滋养层进行DNA分析，性别鉴定？ 5.胚胎分割的优点? 滋养层和内细胞团含有相同的遗传物质。取滋养层细胞不会对胎儿产生影响。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 知识网络 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P64 一、 概念检测 1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业 生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关 表述是否正确。 (1)采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。（ ） (2)经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（ ） (3)进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。（ ） × × × 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P64 一、 概念检测 体外胚胎培养 2. 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。 胚胎移植 (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？ 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。 (1)请将图中括号内的内容补充完整。 可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P64 (1)提示：可以使用人工授精或体外受精、体细胞核移植、胚胎移植等技术来人工繁育北方白犀牛。 不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。 (2)人工繁育的种群遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。 二、拓展应用 北方白犀牛...。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛死亡，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P64 (3)提示 多种多样的生物是生态系统的重要组成部分，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。 二、拓展应用 北方白犀牛...。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛死亡，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 复习与提高 课本P66 1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。 1.（1）植物组织培养技术 后代没有同源染色体，进行减数分裂时联会发生紊乱 ，所以该子代一般不可育。 （2）B淋巴细胞 能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体 （3）MII期 获能处理 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 复习与提高 课本P66 2.2015年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素...... 1. 从药物改良方面： 研究通过化学合成或生物转化的方式，将青蒿素转化为双氢青蒿素，既能提高药物活性，也能间接提升药物的有效产量。 2.从基因工程方面： 通过基因工程手段，促进黄花蒿细胞中FPS酶的过量表达/或通过基因改造，让黄花蒿直接合成双氢青蒿素 3. 从人工栽培方面： 调整黄花蒿的采收期改在花蕾期 4. 从组织培养方面： 诱导愈伤组织分化出能产生青蒿素的特定细胞（如芽、根等组织），再通过大规模细胞培养来生产青蒿素。 EV.Movie.Editor Lavf58.33.100 www.ieway.cn Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $