胚胎工程（第2课时）课件 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

选择性必修3•生物技术与工程•第2章

细胞工程【第2课时·胚胎工程技术及其应用】第3节胚胎工程1.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的原理、操作流程，

构建胚胎移植技术繁育良种种畜的流程图（科学思维）。2.运用胚胎工程的概念和原理，对生产实践中的相关问题进

行分析与判断，关注胚胎工程技术的应用（社会责任）。【温故知新】1.哪个阶段以前的细胞为全能细胞？桑葚胚以前2.哪个阶段的细胞开始分化？囊胚3.哪个结构将来发育成胎儿的各种组织？内细胞团4.胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？滋养层5.孵化的概念和意义？囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从透明带中伸展出来，这一过程叫做孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。【预习诊断】⑴试管动物的制备属于无性繁殖

（

）⑵胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移（）⑶胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，也可直接移植受精卵（

）⑷超数排卵需外源促性腺激素

（

）⑸桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植（

）⑹对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割（

）⑺胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖（

）1.“试管牛”是怎么回事？2.“试管牛”是应用哪些技术生产的？【从社会中来】P56

根据视频的P60-61课本讨论以下问题？试管动物→指通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。涉及的胚胎工程技术：

。体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植一.体外受精

（p60）步骤：①卵母细胞的采集：要培养成熟，即培养到

期。

②精子的获取：要进行

处理。

③体外受精。MⅡ获能卵母细胞的采集精子的获取获能处理发育培养液离心目的：去除精浆，提取纯度较高精子（以利于精子获能）早期胚胎受体子宫胚胎移植营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境体外受精技术的意义：提高动物繁殖能力的有效措施，为胚胎移植提供可用胚胎。如专用的受精溶液中成熟培养获能液：受精溶液：发育培养液：①用培养法使精子获能；②在获能溶液中完成受精作用；是专门的，精子、卵子完成受精的溶液；是进行早期胚胎培养的；注意：发育培养液成分：两盐：无机盐、有机盐两酸：氨基酸、核苷酸两素：维生素、激素动物血清试管牛

≠

克隆牛

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克隆动物技术基础遗传物质遗传规律体外受精胚胎早期培养胚胎移植动物细胞培养动物体细胞核移植胚胎移植来自两个亲代主要来自核供体发育起点遵循不遵循二、胚胎移植p61-621.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。体外受精及其他方式同种的生理状态相同提供胚胎的个体，产生具有优良遗传特性的胚胎接受胚胎的个体，繁重而漫长的妊娠和育仔任务（1）供体：（2）受体：（3）如何获得胚胎(来源)？体外受精、体内受精、转入目的基因的受精卵、动物细胞核移植技术等2.胚胎移植的意义：教材P62①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短了供体本身的繁殖周期。②作为胚胎工程的最终技术环节，将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移3.胚胎移植的过程自主阅读课本P61内容，回答以下问题。优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵处理受体发情优良公牛发情配种或人工授精移植胚胎收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代1.供、受体选择标准？遗传性状优良，生产能力强有健康体质和正常繁殖能力2.需要在胚胎移植前对受体

进行怎样的操作？同期发情处理：利用某些激素（一般用孕激素）人为地控制并调整一群母畜在预定时间内集中发情。使他们的生理环境达到同步或一致，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。这是胚胎移植成功与否的关键。3.胚胎移植的过程自主阅读课本P61内容，回答以下问题。优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵处理受体发情优良公牛发情配种或人工授精移植胚胎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3.如何获得更多卵子？超数排卵处理：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。垂体促性腺激素分泌(+)卵巢中卵泡发育成熟排卵该外源激素只能注射不能饲喂用配制的溶液将胚胎从子宫或输卵管中冲洗出来3.胚胎移植的过程自主阅读课本P61内容，回答以下问题。优良供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵处理受体发情优良公牛发情配种或人工授精移植胚胎收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代4.胚胎移植的时期？桑葚胚或囊胚期的早期胚胎5.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？不会6.产下的犊牛性状取决于谁？性状：取决于供体母牛和公牛性别：取决供体公牛的精子类型7.繁殖方式？有性生殖8.胚胎移植过程中需要进行两次检查，分别检查什么？两次检查。第一次在冲卵后，对胚胎进行质量检查；第二次对受体母畜进行是否妊娠的检查。排卵后，同种动物的供、受体生殖系统的生理变化是相同的。胚胎移植入提供基础。早期的胚胎处在游离状态。为胚胎收集提供了可能。胚胎可与受体子宫建立联系，但不改变遗传特性。受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供可能。如何使供、受体达到相同的生理状态？胚胎移植的生理学基础小结处理：进行同期发情处理目的：为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。1)胚胎环境：2)胚胎收集：3)胚胎存活：4)遗传特性：思考：你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？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三、胚胎分割p62-631.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。桑葚胚或囊胚（内细胞团）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（均等分割）胚胎移植已知性别胚胎

若该生物是生产优质牛肉的雄性肉牛，在进行胚胎分割或移植前，应先对各个胚胎进行什么检测？选择哪些细胞进行检测？4.操作过程：三、胚胎分割p62-632.理论依据：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性3.注意事项：①选择发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚②分割囊胚时，要将内细胞团均等分割ABCDE甲乙丙1、图中ABCDE分别代表什么结构？2.乙过程常用的技术是

。1）选择哪条染色体上的DNA分子制作DNA探针？2）选择哪个区域？3.可否通过显微镜观察MⅠ四分体时期，从而判断该胚胎性别？DNA分子杂交技术不行。此时胚胎不进行减数分裂。深度思考：胚胎分割动态演示胚胎分割动态演示胚胎工程技术及其应用体外受精胚胎分割步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精胚胎分割的概念：对早期胚胎切割胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植体外受精技术的意义：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的胚胎胚胎分割的意义胚胎移植胚胎移植的步骤胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义课堂小结（2021辽宁高考）下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（）【真题演练】A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植B一、概念检测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。（

）×××获能处理成熟培养至MII期练习与应用P642.

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。（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?体外胚胎培养胚胎移植超数排卵处理卵母细胞——成熟培养

精子进行——获能处理练习与应用P64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。（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?（3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训?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。遗传多样性会降低,野外生存能力也会下降。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。二、拓展应用练习与应用P64复习与提高1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。（1）如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体,则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜一甘蓝"？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？（2）若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？（3）如果A，B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？P66⑴如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体,则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜一甘蓝"？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？植物组织培养技术；白菜和甘蓝杂交产生的子代没有同源染色体，进行减数分裂时联会发生紊乱，不能形成正常的配子，所以该子代一般不可育。⑵若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？B淋巴细胞、

能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。⑶如果A，B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？减数分裂Ⅱ中期(MII期)、

获能处理。2.2015年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素类药物的市场需求很大，请你根据所学内容及以下信息，提出一条提高青蒿素类药物产量的研究思路。（1）青蒿素的衍生物--双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青蒿素的高很多；（2）青蒿素是从黄花蒿中提取的，在黄花蒿产生青蒿素的代谢过程中，某些酶（如FPS酶）起决定性作用；（3）野生黄花蒿在生长过程中，处于花蕾期时体内青蒿素含量最高；（4）研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；（5）四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%，但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。复习与提高P66本题看似是从几个选项中选择一个即可，其实并不是如此简单。出题的目的是考查批判性思维最后阶段的技能，即作出决策。有研究者认为，批判性思维的目标在于作出明智的决定、得出正确的结论。在作出决策时，决策者掌握的资料应该正确、完整，应该能提出替代方案。所以，在解答类似的习题时，需要引导学生思考：这些信息够你作决定用吗？如果不够用，你认为还需要补充什么信息？哪些信息是你作决定时参考的关键信息？你作决定时，考虑备选方案了吗？题干中列出的五条信息指明的方向，都有研究者在研究，也都有提高青蒿素类药物产量的可能性。每个学生都有自己的思考和见解，应该让他们结合自己的理解或者假设的其他条件来进行判断和选择。3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧"，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。⑴研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是什么？⑵为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdmd的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么？复习与提高P66诱导细胞融合。这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶，该酶能降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平。3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可