胚胎工程技术及其应用【高效课堂+备课精研】 高二生物 课件（人教版2019选择性必修3）

第3节胚胎工程第2章细胞工程一胚胎工程技术及其应用“试管婴儿”并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几个卵子，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在妈妈的子宫内着床，妊娠。世界上第一个“试管婴儿”路易丝·布朗是伴随体外授精技术的发展而来的，最初由英国产科医生帕特里克·斯特普托和生理学家罗伯特·爱德华兹合作研究成功。“试管婴儿”一诞生就引起了世界科学界的轰动，甚至被称为人类生殖技术的一大创举，也为治疗不孕不育症开辟了新的途径。罗伯特·爱德华兹因此获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。从社会中来试管婴儿1978年世界首例试管婴儿诞生，1982年世界首例试管牛犊问世。什么是试管婴儿、试管牛？它们是在试管中长大的吗？它们是有性生殖还是无性生殖产生的呢？试管婴儿和试管牛技术可以解决什么问题呢？思考讨论1．试管婴儿和试管牛都是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为早期胚胎后，再经移植产生的后代。2．它们并非自始至终都在试管中长大，只有胚胎发育的早期阶段在培养皿和试管中生长，胚胎长至一定阶段就要移植到母体子宫中发育。3．它们都是有性生殖。4．可以解决人类不孕不育的问题和良种奶牛大量繁殖的问题。引入新课精子离心处理一、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巢MⅡ期卵母细胞体外受精获能精子新鲜或解冻的精液受精卵培养成熟培养获能处理适当的培养液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二、胚胎移植

胚胎移植是指将通过体外受精及其他方法得到的胚胎，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。1.概念：

（1）胚胎来源：通过转基因、核移植和体外受精等方式得到。（2）供体和受体供体：提供胚胎的个体选择标准：遗传性状优良，生产能力强职能：产生具有优良遗传特性的胚胎受体：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2.过程：优良供体母牛优良公牛（遗传性状优良，生产能力强）受体母牛（有健康体质和正常繁殖能力）具有优良性状的后代进行同期发情处理超数排卵受体发情发情配种或人工受精移植胚胎收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查二、胚胎移植（以牛的胚胎移植为例）正常繁殖或两三个月后进行另一次移植桑葚胚或囊胚

胚胎移植主要包括_____、_____的选择和处理，_____或人工受精，胚胎的_____、_____、培养和保存，胚胎的移植，以及移植后的_____等步骤。供体受体配种收集检查检查二、胚胎移植胚胎移植两次使用激素用雌激素对供、受体母牛进行同期发情处理用促性腺激素使供体母牛超数排卵两次检查对收集的胚胎进行质量检查对受体母牛是否妊娠进行检查相关信息（62页）超数排卵是指应用外源促性腺激素处理，诱发卵巢排出更多的成熟卵子。超数排卵使用的激素为多肽类，应注射，口服会失效。3.实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移4.地位：胚胎工程的最终技术环节5.意义：①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期

对供体施行________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超数排卵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。二、胚胎移植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，胚胎才能继续发育在胚胎移植前应该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，目的是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发生免疫排斥反应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，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一般不发生变化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，并继续发育胚胎移植的生理学基础生理学基础意义胚胎移植的生理学基础及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课堂拓展早期胚胎具有很强的分裂能力，并保持着细胞的全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？情景思考在我国，家兔、绵羊等动物的胚胎移植都获得了成功。大大促进了我国畜牧业的发展。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。思考？

采用________将_________切割成___________________等，经移植获得_______________的技术三、胚胎分割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体视显微镜显微操作仪（1）理论基础：细胞的全能性。（2）物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。2.基础：3.繁殖方式：无性繁殖（克隆）4.主要仪器设备：体视显微镜、显微操作仪分割工具:分割针或分割刀来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。5.过程：囊胚腔透明带滋养层内细胞团分割针分割针做DNA分析，鉴定性别二分胚内细胞团胚胎移植盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割已知性别胚胎牛胚胎性别鉴定和分割示意图三、胚胎分割三、胚胎分割5.适合分割的胚胎：

发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚6.注意事项：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割7.分割后胚胎去向：直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体

注意：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性均等分割的原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育8.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9.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、胚胎分割做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？

选取滋养层细胞。

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。思考？到社会中去参考

可以向胚胎工程专家提出的问题有：1.公司繁育成功的良种奶牛是将胚胎几等分得到的后代?2.采用胚胎分割技术，理论上一头纯种荷斯坦奶牛一年可由代孕母牛生下多少头小牛?实际得到了多少头?3.如果理论值与实际值存在差异，产生差异的原因是什么?4.胚胎分割后经移植获得的同卵双胎或多胎，是否保持了良种奶牛所有的优良性状?5.是否有生理缺陷?等等。如果你是良种牲畜培育专家，想大量获得良种牛，有哪些办法？动物细胞核移植体外受精（试管牛）胚胎分割胚胎移植人工受精社会应用①试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。②试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。③试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。④试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自供核亲本一个个体。⑤试管动物和克隆动物的发育起点不同：前者的发育起点是受精卵，后者的发育起点是经过核移植后的重组细胞。⑥获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。克隆动物和试管动物的异同课堂拓展利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？不一样核移植——无性生殖;体外受精——有性生殖;胚胎分割——无性生殖学以致用练习与应用一、概念检测（P64）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。()×××练习与应用一、概念检测（P64）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。(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?(1)请将图中括号内的内容补充完整。(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?体外胚胎培养胚胎移植。可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。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。北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。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。请回答下列问题。(1)我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛?运用这些技术一定能繁育成功吗?请说出你的理由。二、拓展应用（P64）练习与应用提示:可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育北方白犀牛。运用这些技术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。北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。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。请回答下列问题。(2)如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比。有什么区别?二、拓展应用（P64）练习与应用提示:这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。北方白犀牛曾经广泛