胚胎工程课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

第二课时胚胎工程技术及其应用第3节胚胎工程第2章细胞工程第2章细胞工程第3节胚胎工程

第二课时胚胎工程技术及其应用教学目标1.简述胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。2.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。3.认同在胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。核心素养1.科学思维——构建胚胎移植技术繁育良种种畜的流程图。2.社会责任——关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展。胚胎工程技术

002胚胎移植003胚胎分割001体外受精从社会中来

荷斯坦牛是产奶量很高的奶牛品种，原产于荷兰，但是一头荷斯坦牛的售价高昂一头良种成年奶牛需3万---5万元。一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次。牛的自然繁殖的速度太慢，不能满足生产需要。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml,精子数50亿。某公司从国外引进了一对纯种荷斯坦奶牛，如何快速、大量繁殖引进的良种奶牛呢？

可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，在体外培养后移植给代孕母牛产下后代(一)、体外受精(一)、体外受精1．体外受精技术的主要步骤：

包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。

雌性哺乳动物

雄性哺乳动物卵母细胞的采集↓

↓精子的获取

卵母细胞

精子

成熟培养↓

↓获能处理

MII期卵母细胞

获能的精子

↘体外受精

↙

↓

受精卵（体外培养受精卵至8细胞期以上）→冷冻保存或植入代孕母体子宫意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用胚胎。体外受精：

采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。

精子获能：

通常将精子放入人工配制的获能液中使其获能，常见的获能液有效成分有肝素、钙离子载体等(二)、胚胎移植(二)、胚胎移植1.概念：将体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内，继续发育为新个体的技术。（1）胚胎来源:体外受精及其他方式得到的胚胎（桑椹胚或者囊胚）（2）供体和受体供体:提供胚胎的个体供体选择标准：遗传性状优良、生产能力强主要职能：产生具有优良遗传特性的胚胎受体：接受胚胎的个体受体选择标准：有健康体质和正常繁殖能力主要职能：繁重而漫长的妊娠和育仔任务2.实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(二)、胚胎移植

3.胚胎移植的基本程序：供体、受体的选择和处理

↓

发情配种或人工授精 ↓胚胎的收集、检查、培养或保存 ↓胚胎的移植及移植后的检查 超数排卵：指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。优良供体母牛：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(二)、胚胎移植4.胚胎移植的生理学基础结合图2-23，思考与讨论以下问题。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会发生免疫排斥反应。(二)、胚胎移植4.胚胎移植的生理学基础结合图2-23，思考与讨论以下问题。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。(二)、胚胎移植5.胚胎移植的意义（1）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。（2）大大缩短了供体本身的繁殖周期。（3）对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。（4）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。6.胚胎移植成功的关键供受体同期发情处理，供体用促性腺激素做超数排卵处理。(三)、胚胎分割1.概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。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。3.主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。体视显微镜和显微操作仪。4．操作对象及要求：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。(三)、胚胎分割5.过程：牛胚胎性别鉴定和分割示意图

性别鉴定的取样部位：滋养层性别鉴定的方法：DNA分析(三)、胚胎分割6.意义：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当堂检测1.如图为应用基因编辑去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成)，获得患囊性纤维化的基因编辑小鼠4的培育流程。请回答下列问题:(1)对1号小鼠使用()

进行超数排卵处理,培养收集处在(

)期的卵母细胞用于核移植。对卵母细胞进行去核操作的原因是().(2)采集2号小鼠的组织细胞,用(

)处理获得分散的成纤维细胞，放置于37℃的CO,培养箱中培养,其中CO,的作用是(

)。在细胞培养过程中,需要定期更换培养液的目的是避免代谢产物的积累（3）图中显微汪射将供体细胞注去核所要通过()使两细胞融合,形成重构胚。重构胚一般需要培养至()

阶段进行胚胎移植。(4)胚胎移植作为胚胎工程最终技术环节，优势是()，为了获得更多的遗传背景一致的基因编辑小鼠4,可以采用()

技术。促性腺激素MII使4号个体的核遗传物质全部来自2号个体胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)维持培养液的pH电刺激法桑葚胚或囊胚可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割桑葚胚或囊胚课堂小结拓展应用

资料一：北海市涠洲黄牛是广西地方优良品种，属小型役肉兼用型黄牛，1987年被正式列入《广西家畜家禽品种志》，2011年成功申报国家地理标志保护产品。由于数量少、个体小、生长速度慢，远远满足不了当前市场的需求。受涠洲岛内自然环境条件限制，以及随着涠洲岛旅游资源的大量开发，岛内的涠洲黄牛群体数量正在逐年减少，整个北海市的涠洲黄牛保护迫在眉睫。据不完全统计，2005年存栏4620头，而2011年只有1570头。直至2020年，涠洲镇养殖涠洲黄牛数量约1200头，而2023年涠洲岛黄牛养殖产业园项目约356万元。拓展应用

资料二: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。

请思考以下问题，先设计方案，再尝试设计出技术流程图问题一：如果你是北海市涠洲岛养殖公司的养殖技术员，公司从国外引进了一对纯种荷斯坦奶牛，你该如何快速、大量繁殖引进的良种奶牛呢？问题二：如果时间回到2011年，你是北海市畜牧站的一名技术员，负责涠洲岛黄牛的保种保育工作，你应该如何让涠洲岛黄牛数量增加？（涠洲岛黄牛族群生殖能力已经下降）问题三：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。问题四：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？拓展应用方案设计思路：问题一：可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，在体外培养后移植给代孕母牛产下后代。

问题二：可以通过精子冻存技术筛选保留优良的精子后