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

该高中生物学课件聚焦胚胎工程技术，系统涵盖体外受精、胚胎移植、胚胎分割等核心内容，通过良种奶牛繁殖困境及数据对比导入，关联有性与无性生殖等前序知识，搭建递进式学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过试管动物与克隆动物对比表培养分析能力，结合胚胎移植生理学基础的思考讨论题促进探究实践，依托胚胎分割中均等分割内细胞团等实例深化生命观念。学生能直观理解技术原理，教师可借助系统资料提升教学效率。

2.3 胚胎工程 二、胚胎工程技术及其应用 胚胎工程技术主要包括哪些内容？它们的原理分别是什么？ 胚胎工程在生产实践中有哪些应用? 本节聚焦 1 2 胚胎工程 理论基础 常用技术及应用 1.体外受精 2.胚胎移植 3.胚胎分割 1.生理学基础 2.步骤 终端技术 终端技术 1.分别采集精子和卵母细胞 2.成熟培养和精子获能 3.在培养液中培养，促使完成受精 定义、选择胚胎和仪器用具、过程、优势和问题 引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元 牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生只能生育四五次。 牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右。 国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右 国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右 我国蒙古黄牛：均重300Kg 澳大利亚海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg 如何实现良种牛的快速大量繁殖？ 到社会中去 动物细胞核移植 试管牛 胚胎分割 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条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。 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 到社会中去 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 体外受精 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 到社会中去 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 卵母细胞的采集 成熟培养： 精子的获取 去除精浆以利于精子获能 (提取纯度较高精子)。 将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。 适当的培养液 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？ 一、体外受精 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： 是指将通过_________及_________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 其他方式 同种的 生理状态相同 选择标准： 体内受精、转基因技术、核移植技术等 （一）概念： 遗传性状优良、生产能力强 有健康体质和正常繁殖能力 二、胚胎移植 供体：提供胚胎的个体 受体：接受胚胎的个体 胚胎移植 是胚胎工程的最终环节技术/最后一道“工序”。 地位： 二、胚胎移植 （二）过程： 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 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。 1.什么是同期发情处理？ 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。 2.同期发情处理的目的是什么？ 超数排卵处理 诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵细胞。 3.超数排卵的目的是什么？ 注射外源促性腺激素。 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？ 直接注射性腺激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。 同期发情处理 (前列腺激素、孕激素) 二、胚胎移植 （二）过程： 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 超数排卵处理 发情配种 或人工授精 优良公牛 收集胚胎并检查 冲卵 排出早期胚胎 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？ 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。 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。 冷冻保存： 短期→在0~5℃培养液中可存活12~20h。 长期→液氮中保存。 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 胚胎移植 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 同期发情处理 (前列腺激素、孕激素) 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。 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。母体将妊娠子宫当作免疫豁免区。 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 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。 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。 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 胚胎移植的生理学基础 思考•讨论 免疫排斥反应 相同 相同 游离 遗传物质 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 （三）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。 二、胚胎移植 地位：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。 缩短供体繁殖周期，增加一生繁殖后代数量。 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 小 结 (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。 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？ 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: 三、胚胎分割 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 6.胚胎分割操作程序 原因：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性。 三、胚胎分割 (1)适合分割的胚胎：选择发育良好、形态正常的_________或________，移入盛有操作液的培养皿中。 桑葚胚 囊胚 桑葚胚 囊胚 (2)在显微镜下用分割针或分割刀分割。 均等分割内细胞团 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。 可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。 不同发育阶段的胚胎，具体操作不完全相同。 三、胚胎分割 6.胚胎分割操作程序 做DNA分析 鉴定性别 (3)还可用分割针分割_________，做DNA分析，鉴定性别。 滋养层 ①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。 ②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。 三、胚胎分割 【思考2】为什么选取滋养层细胞进行DNA分析？ 【思考1】进行DNA分析，鉴定性别的目的是？ 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。 胚胎分割动态演示 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。 三、胚胎分割 1.如图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个不同的发育阶段，下列叙述不正确的是(　　) A．①过程发生了同源染色体的分离和自由组合 B．②过程细胞通过有丝分裂的方式增殖，单个细胞体积减小 C．a中含有全能细胞 D．④过程不同细胞基因表达存在差异 2.如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是(　　) A．图中①过程表示胚胎发育 B．由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大 C．原肠胚的三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等 D．原肠胚阶段的细胞都是全能细胞 C A 随堂练习 3.下图表示通过体外受精和胚胎移植培育牛的过程。下列叙述正确的是 A.采集的精子不经处理就可以进行体外受精 B.②过程需要精子与卵子接触，完成信息传递 C.桑葚胚的形成是细胞分化的结果 D.④过程属于胚胎移植，图中的母体为供体 √ 随堂练习 3.下图表示通过体外受精和胚胎移植培育牛的过程。下列叙述正确的是 A.采集的精子不经处理就可以进行体外受精 B.②过程需要精子与卵子接触，完成信息传递 C.桑葚胚的形成是细胞分化的结果 D.④过程属于胚胎移植，图中的母体为供体 √ 随堂练习 4.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→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囊胚或原肠胚期 D.⑤过程中移植的胚胎必须与受体血型相同 √ 随堂练习 5.胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述，正确的是( ) A.胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C.胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 D.胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎 B 解析　胚胎分割常选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。 随堂练习 6.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前精子需要获能 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.为选育出能泌乳的母奶牛，移植前需从胚胎的滋养层部位取样，做 DNA 分析鉴定性别 D 随堂练习 7.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 √ 随堂练习 $