【生物】胚胎工程技术及其应用教学课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

胚胎工程技术及其应用从社会中来我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。而引进一头成年高产奶量的荷斯坦奶牛往往需要数万元；同时，牛生育率很低，一生约生育四五次。牛自然繁殖的速度太慢，不能满足生产需要。【学习任务一】情境1：请你以养殖场技术顾问的角色，为养殖场大量得到优质牛设计方案，再结合性价比、复杂程度以及成功率等方面分析可行性：方案具体方案设计可行性分析2

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1（示例）大量引进，自然繁殖或进行杂交改良大量引进，价格高难以承担。牛生育率低，一头牛自然繁殖一胎只产一头牛犊，一生只生育4到5次。从社会中来方案具体方案设计可行性分析2细胞核移植，克隆优质牛

3导人优质基因，转基因牛

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1（示例）大量引进，自然繁殖或进行杂交改良母牛一生产仔：4-5头排出卵：200个卵巢储存卵>20万个公牛一次射精5mL，精子数50亿！你会如何利用下表的数据来培育大量优质的牛呢？【学习任务一】情景任务1：请你以养殖场技术顾问的角色，为养殖场大量得到优质牛设计方案，再结合性价比、复杂程度以及成功率等方面分析可行性：技术难度很大，成功率低，操作成本高。涉及的目的基因可能不止一个，操作难度大。大量引进，价格高难以承担。牛生育率低，一头牛自然繁殖一胎只产一头牛犊，一生只生育4到5次。Embryoengineeringtechnologyanditsapplication00胚胎工程技术及其应用试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。

试管动物的产生过程：精子（成熟）卵子（成熟）受精卵早期胚胎受体母牛(代孕)个体体外受精早期胚胎发育胚胎移植(人工配制的获能液)

去除精浆（含有抑制精子获能的物质），以利于精子获能(提取纯度较高精子)培养一体外受精1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。卵巢MⅡ期卵母细胞采集新鲜或解冻的精液精子离心处理获能精子

Invitrofertilization01体外受精培养一体外受精卵巢MⅡ期卵母细胞采集新鲜或解冻的精液精子离心处理获能精子(人工配制的获能液)体外受精(相应溶液)比较自然受精、人工授精和体外受精

Invitrofertilization01体外受精

在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。

体外受精获得的受精卵可以在培养液中直接发育成为犊牛吗？培养一体外受精卵巢MⅡ期卵母细胞采集新鲜或解冻的精液精子离心处理获能精子(人工配制的获能液)体外受精(相应溶液)受精卵培养(不同培养液)

Invitrofertilization01体外受精1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。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。Embryotransfer02胚胎移植体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等体外受精及其他方式同种的生理状态相同良种公牛良种母牛良种胚胎代孕母牛移植供体受体提供胚胎的个体接受胚胎的个体遗传性状优良、生产能力强有健康体质和正常繁殖能力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。“借一般动物之腹怀优秀个体之胎”（遗传性状优良，生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工授精收集胚胎并检查优良公牛冲卵外源促性腺激素处理桑椹胚或囊胚阶段注射雌激素或孕激素目的：从输卵管或子宫角排出早期胚胎（早期胚胎处于游离状态，容易收集）目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。使它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。Embryotransfer02胚胎移植（遗传性状优良，生产能力强）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正常繁殖或两三个月后进行另一次移植优良公牛（有健康体质和正常繁殖能力）冲卵不同动物胚胎移植时间不同移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩Embryotransfer02胚胎移植当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同的动物胚胎移植的时间不同，例如，牛、羊一般要培养到16细胞阶段（桑葚胚）或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎即试管胚胎，可在4细胞阶段移植。供体母牛（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）【学习任务二】情景任务2：以胚胎工程专家的角色，模拟试管牛工厂化生产的技术流程，用方框、箭头和文字绘制流程图Embryotransfer02胚胎移植多种激素同期发情处理促性腺激素超数排卵发情配种或人工受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）供体母牛（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）该过程中两次使用激素该过程中进行了两次检查②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。胚胎移植成功与否要有两个条件：①一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。Embryotransfer02胚胎移植胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致【学习任务三】利用“牛繁殖技术综合仿真实训平台”，尝试完成一次仿真演练同学们可从学案中的“推荐的学习资源”栏，获取下载网址：软件：西农牛繁殖技术综合仿真实训；下载网址：/xn/xnfzsyzy/428414.htm。该软件从西北农林科技大学虚拟仿真实验教学中心官网下载获取，仅供教学使用。

还有没有其他的方法可以进一步挖掘良种奶牛的繁殖潜力？内细胞团内细胞团分开，形成一模一样的双胞胎同卵双胞胎的形成示意图结合同卵双胞胎的形成，你有了怎样的思路？1、概念：指采用将机械方法将早期胚胎分割成2等份、4等份、8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

机械方法：用分割针或分割刀在显微镜下进行分割操作胚胎分割时期：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚酶解法：用胰蛋白酶处理Embryosegmentation03胚胎分割桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性2、过程囊胚腔透明带滋养层内细胞团分割针分割针胚胎移植内细胞团二分胚取样滋养层做DNA分析鉴定性别已知性别或经遗传病鉴定后的胚胎注意：将内细胞团均等分割胚胎移植前的性别鉴定、遗传病筛查等：Embryosegmentation03胚胎分割若分割不均，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。三胚胎分割3.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。Embryosegmentation03胚胎分割4.胚胎分割的局限性【学习任务四】情境3：学校将开展以“卖卵代孕违法”为主题的社会公益宣传活动，邀请你为学校公益宣讲团设计宣传海报。请你结合课堂所学，并上网查阅相关资料，完成海报的设计。▲

小建议：有兴趣的同学在完成海报后，可与伙伴一起深入社区，展开一次真实的科普宣传活动！我国明令禁止买卖卵子、精子、胚胎和代孕。我们热爱生命，用试管婴儿技术圆有后代子孙的梦；我们珍爱生命，不轻易为钱财伤害自己的身体；我们敬畏生命，不为利益做违背伦理道德的交易。到社会中去04拓展应用Expandapplication

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去世，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)我们可用哪些生物技术来人工繁育北方白犀牛？一定能成功吗？请说出你的理由。

可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植。不一定能成功，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)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？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。(3)若繁育不成功，这一物种将从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训？

多种多样的生物是生态系统的重要成员，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，进而威胁到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。04拓展应用Expandapplication1.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DExercisestoconsolidate05习题巩固练习与应用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。(1)请将图中括号内的内容补充完整。体外胚胎培养胚胎移植(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？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。Exercisestoconsolidate05习题巩固本课小结胚胎工程的技术手段体外受精卵母细胞的采集受精精子的获取胚胎移植供体、受体的选择和处理配种或人工授精胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎的移植移植后的检查胚胎分割胚胎分割概念胚胎分割的优点和局限性胚胎分割