胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用（教學(xué)課件）高二生物（人教版2019選擇性必修3）

【本節(jié)聚焦】1.胎工程技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？它們的原理分別是什么？2.胚胎工程在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用？第2節(jié)

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用第二章

細(xì)胞工程問題探討荷斯坦?！举Y料】實(shí)際問題：牛的生育率雖然很低，一頭牛一胎只產(chǎn)一頭牛犢，一生只生育4、5次。科學(xué)發(fā)現(xiàn)：一頭母牛一生排出的卵細(xì)胞約200個(gè)左右，卵巢中卵母細(xì)胞數(shù)量是它的1000倍（20萬）；母牛其實(shí)是有很強(qiáng)的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。思考：那如何實(shí)現(xiàn)良種?？焖俜敝衬?“試管(牛)動(dòng)物”問題探討試管動(dòng)物：是通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培育發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。精子卵子受精卵早期胚胎子宮個(gè)體體外受精早期胚胎發(fā)育胚胎移植有性生殖生殖方式？注意：試管動(dòng)物≠克隆動(dòng)物一、體外受精合作探究一：請(qǐng)同學(xué)們觀看視頻并自主閱讀教材P60，小組合作思考討論完成問題。

1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個(gè)步驟？2.卵母細(xì)胞的培養(yǎng)的目的是什么？3.離心的目的是什么？4.精子與卵細(xì)胞如何完成體外受精？5.受精卵如何培養(yǎng)？精子的獲取一、體外受精1.過程：包括

、

和

等步驟卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)去除精清，以利于精子獲能(提取純度較高精子)胚胎早期培養(yǎng)的基本條件:營養(yǎng)條件、環(huán)境條件是無菌、無毒的環(huán)境、適宜的溫度、pH和滲透壓、適宜的氣體環(huán)境目的在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程采集培養(yǎng)卵母細(xì)胞的采集一、體外受精①提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施②為胚胎移植提供可用的胚胎4.比較自然受精、人工授精和體外受精項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過程不同場所不同相同點(diǎn)雌雄動(dòng)物交配完成雌性動(dòng)物輸卵管中用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖3.體外受精技術(shù)的意義課堂練習(xí)后期在體內(nèi)進(jìn)行√1.試管動(dòng)物技術(shù)是指通過人工操作使精子和卵子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。下列關(guān)于試管動(dòng)物技術(shù)的敘述，不正確的是A.該技術(shù)可以更多、更有效地利用動(dòng)物卵細(xì)胞B.運(yùn)用該技術(shù)繁育后代的過程屬于有性生殖C.可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的快速、大量繁殖D.運(yùn)用試管動(dòng)物技術(shù)培育動(dòng)物的過程全部在體外進(jìn)行1.下圖表示通過體外受精和胚胎移植培育牛的過程。下列敘述正確的是A.采集的精子不經(jīng)處理就可以進(jìn)行體外受精B.②過程需要精子與卵子接觸，完成信息傳遞C.桑葚胚的形成是細(xì)胞分化的結(jié)果D.④過程屬于胚胎移植，圖中的母體為供體課堂練習(xí)離心，精子獲能細(xì)胞分裂，數(shù)目增多接受胚胎，為受體√思考：受精卵體外培養(yǎng)到什么時(shí)期可進(jìn)行胚胎移植？不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同：牛、羊：小鼠：試管嬰兒：桑葚胚或囊胚階段可在更早的階段移植8-16個(gè)細(xì)胞階段什么是胚胎移植？二、胚胎移植1.概念：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)、胚胎分割等供體和受體:供體：提供胚胎的個(gè)體遺傳性狀

，生產(chǎn)能力

。產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：受體：接受胚胎的個(gè)體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長的

和

任務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：2.實(shí)質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

指將通過

得到的胚胎，移植到

、

的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同優(yōu)良強(qiáng)妊娠育仔二、胚胎移植優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵受體發(fā)情利用某些激素（孕激素或雌激素）人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進(jìn)程，使之在預(yù)定時(shí)間內(nèi)集中發(fā)情。（1）什么是同期發(fā)情處理？確保供體和受體的生殖器官處于相同的生理狀態(tài)，使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。（2）同期發(fā)情處理的目的是什么？誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵細(xì)胞。注射外源促性腺激素。（3）超數(shù)排卵的目的是？如何處理？3.過程：（4）為什么注射促性腺激素而不是性激素呢？直接注射性腺激素，通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致性腺萎縮。二、胚胎移植優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精優(yōu)良公牛收集胚胎并檢查沖卵正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植胚胎移植對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代同期發(fā)情處理(雌激素、孕激素)（5）提供精子的公牛如何選擇？3.過程：（6）如何收集胚胎？

沖卵：是指用配制好的沖卵液，借助特制的沖卵裝置，將供體母畜子宮或輸卵管中的胚胎沖洗出來。（7）胚胎移植前檢查的目的？檢查胚胎質(zhì)量和發(fā)育時(shí)期桑葚胚或囊胚，若沒發(fā)育到適合移植的階段，還要進(jìn)行胚胎培養(yǎng)。冷凍保存：短期→在0~5℃培養(yǎng)液中可存活12~20h。長期→液氮中保存。二、胚胎移植小結(jié)（1）該過程中兩次使用激素：第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。（2）該過程中的兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。（3）胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件：胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。二、胚胎移植1.將檢驗(yàn)合格的胚胎移植到任何一個(gè)受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對(duì)受體進(jìn)行怎樣的處理？不一定。一般情況下檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。同期發(fā)情處理。2.受體會(huì)不會(huì)對(duì)來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?受體對(duì)來自供體的胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕有的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?遺傳特性與供體保持一致。因?yàn)楣w胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會(huì)發(fā)生任何變化。思考·討論胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1.牛胚胎移植的基本程序如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A.供體母牛的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的胚胎B.圖中a指的是超數(shù)排卵，可用激素促進(jìn)該過程C.圖中c表示胚胎移植D.應(yīng)把早期胚胎移植到處于發(fā)情狀態(tài)的母牛的輸卵管中√課堂練習(xí)子宮課堂練習(xí)2.下列有關(guān)牛胚胎移植技術(shù)的敘述，不正確的是A.供體牛應(yīng)選擇具有人類所需優(yōu)良性狀的個(gè)體B.受體牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力C.胚胎移植前要對(duì)受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理D.在孕育過程中，移入胚胎的遺傳特性受代孕母體的影響√代孕母體僅為植入的胚胎提供營養(yǎng)物質(zhì)及適宜的發(fā)育環(huán)境，一般不會(huì)影響其遺傳特性思考：你能想到進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路嗎？內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分開，形成一模一樣的雙胞胎同卵雙胞胎的形成示意圖可以分割胚胎，讓其各自發(fā)育成新的個(gè)體。早期胚胎具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞的全能性，可將一個(gè)胚胎分割成幾份，從而提高胚胎的利用率。三、胚胎分割1.概念：

采用機(jī)械方法將早期胚胎（桑葚胚或囊胚）切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。理論依據(jù)特點(diǎn)對(duì)象發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性。后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。注：分割囊胚時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割三、胚胎分割2.設(shè)備：顯微操作儀體視顯微鏡

分割刀

分割針3.過程：①滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎盤和胎膜，不發(fā)育胎兒的組織或器官，不會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生影響。②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質(zhì)。囊胚若沒有均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。(2)在顯微鏡下用分割針或分割刀分割，在分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(3)分割后的胚胎可直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等。三、胚胎分割三、胚胎分割①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的

。③在胚胎移植前，進(jìn)行

等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義。②產(chǎn)生的遺傳性狀

的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；繁殖相同性別鑒定、遺傳病篩查4.意義:三、胚胎分割5.胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)①可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義6.胚胎分割的局限性

實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數(shù)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，還存在剛出生動(dòng)物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題。不是任意部分1.胚胎分割技術(shù)是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，下列關(guān)于這一技術(shù)的敘述正確的是①胚胎分割是將早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎③胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖，因此屬于克?、芘咛シ指罴夹g(shù)可以分割任意時(shí)期的胚胎

A.①②

B.②③C.①③④

D.①②③④課堂練習(xí)√不能任意時(shí)期分割三、胚胎分割A(yù).甲所表示的細(xì)胞不一定是受精卵細(xì)胞B.圖中a過程包括桑葚胚、囊胚階段C.胚胎移植技術(shù)可以定向改變動(dòng)物的遺傳性狀D.圖示過程使用了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎分割、胚胎移植等生物技術(shù)√2.如圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述不正確的是不能定向改變胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精胚胎分割步驟：卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取、受精胚胎分割的概念：對(duì)早期胚胎切割胚胎分割的基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性、每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)胚胎分割的步驟：選擇胚胎、分割胚胎、胚胎移植體外受精技術(shù)的意義：是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎胚胎分割的意義胚胎移植胚胎移植的步驟胚胎移植的概念：移植到同種的、生理狀況相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)胚胎移植的意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用一.概念檢測1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的胚胎工程技術(shù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)采集來的卵母細(xì)胞和精子可以直接用于體外受精。（）

(2)經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生的后代，其遺傳特性與受體保持一致。（）

(3)進(jìn)行胚胎移植前，要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢査，以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。（）

×××練習(xí)與應(yīng)用一.概念檢測2.杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，成為受廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。(1)請(qǐng)將圖中括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容補(bǔ)充完整。體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)為了獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞，可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理？(3)在進(jìn)行體外受精操作之前，還要