2.3.2 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【知識精研】高二生物同步高效教學課件（人教版2019選擇性必修3）

第2課時：胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用胚胎工程引進一頭良種成年奶牛需要3萬－5萬元牛的生育率低，一頭牛一胎只一個，一生只能生育四五次。牛的生育率雖然很低，但是牛的卵母細胞卻相當?shù)亩?，其卵巢中卵母細胞?shù)目要比一生中排卵數(shù)多1000倍左右。國產(chǎn)奶牛：年均產(chǎn)奶量3000公斤左右國際良種奶牛：年均產(chǎn)奶量10000公斤左右我國蒙古黃牛：均重300Kg澳大利亞海福特肉用牛：2歲體重可達800Kg

到社會中去1982年世界首例“試管?！睜賳柺馈霸嚬芘！笔侨绾紊a(chǎn)的？思考：精子卵子受精卵早期胚胎受體母牛代孕個體胚胎移植體外受精早期胚胎發(fā)育克隆牛？1.體外受精技術(shù)主要包括哪幾個步驟？2.卵母細胞的培養(yǎng)的目的是什么？3.離心的目的是什么？4.精子與卵細胞如何完成體外受精？5.受精卵如何培養(yǎng)？閱讀P60文字及圖2-22，思考以下問題：一.體外受精卵母細胞成熟培養(yǎng)成熟卵母細胞精子獲能處理獲能的精子體外受精受精卵雌性哺乳動物雄性哺乳動物卵母細胞的采集精子的獲取一.體外受精卵巢MⅡ期卵母細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)去除精漿，使精子獲能早期胚胎培養(yǎng)的基本條件:營養(yǎng)條件（添加血清）；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)1.過程：包括

、

和

等步驟卵母細胞的采集精子的獲取受精體外受精技術(shù)：提高動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。1.在生物學上試管嬰兒技術(shù)屬于（

）A.有性生殖、體外受精B.無性繁殖、體內(nèi)發(fā)育C.有性生殖、體內(nèi)受精D.無性繁殖、體外發(fā)育A當堂檢測2.關(guān)于試管動物技術(shù)概念的敘述,正確的是(

）A.

通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟,在體外受精,并將受精卵移植產(chǎn)生

后代的技術(shù)B.

通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟,在體外受精,并通過培養(yǎng)發(fā)

育為早期胚胎后,再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)C.

通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并將受精卵移植產(chǎn)

生后代的技術(shù)D.

通過人工操作使卵子和精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)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)D二.胚胎移植1、胚胎移植定義？胚胎移植對供體、受體的選擇有哪些要求？2、怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？3、進行胚胎移植時應(yīng)選擇發(fā)育到什么階段的胚胎？4、胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性？5、超數(shù)排卵處理中為什么使用的是促性腺激素而不是性激素？1.概念：

胚胎移植是指將通過

及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。②供體：提供胚胎的個體③受體：接受胚胎的個體①胚胎來源：轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精獲得的胚胎遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強選擇標準：職能：產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標準：職能：同種、健康的體質(zhì)和正常繁殖能力承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)體外受精2.實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移二.胚胎移植優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良公牛1.什么是同期發(fā)情處理？（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）2.同期發(fā)情處理的目的是什么？利用某些激素（雌/孕激素）人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。使供受體處于相同的生理環(huán)境，使供體胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，胚胎移植成功的關(guān)鍵。3.如何進行超數(shù)排卵？注射外源促性腺激素沖卵4.沖卵的目的是什么？排出早期胚胎（桑葚胚或囊胚）若沒有發(fā)育到適合移植的階段，還要進行胚胎的培養(yǎng)。3.過程：優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良公牛思考·討論：胚胎移植的生理學基礎(chǔ)（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）沖卵②供體/受體會不會發(fā)生排斥？③為什么移植的胚胎能保持供體雙親的特性？①移植到任何一頭動物的子宮都能發(fā)育嗎？同種受體對供體胚胎一般不排斥。同種生物發(fā)情排卵后，在一段時間內(nèi)供體/受體具有相同的生理環(huán)境。胚胎雖然與受體有生理和組織上的聯(lián)系，但遺傳特性不受受體的影響。3.過程：小結(jié)：（1）該過程中兩次使用激素：第一次對受、供體進行同期發(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：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。（3）胚胎移植成功與否要有兩個條件：胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進行。進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同（關(guān)鍵）。4.意義：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期。供體受體產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎負責繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)胚胎移植是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。練.牛胚胎移植的基本程序如圖所示，下列說法正確的是（

）A.圖中a指的是超數(shù)排卵，可用雌激素促進該過程B.圖中b收集胚胎的前提是早期胚胎在輸卵管或子宮中處于游離狀態(tài)C.圖中c表示胚胎移植，移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或原腸胚D.移植的胚胎必須與受體血型相同B當堂檢測同卵雙胞胎自然形成示意圖內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團分裂，形成一模一樣的雙胞胎1978年，科學家將小鼠的桑椹胚一分為二，獲得了成功。1979年，科學家分割綿羊胚胎獲得了同卵羔羊。20世紀80年代后，人們建立了系統(tǒng)的胚胎分割法，并相繼得到1/4和1/8分割胚胎后代。我國的胚胎工程專家也進行了分割胚胎移植的實驗研究，成功地對小鼠、家兔、綿羊、山羊和牛等動物進行了分割胚胎移植，并將二分胚胎分割技術(shù)應(yīng)用到牛和羊的胚胎移植中。胚胎分割技術(shù)的發(fā)展P63應(yīng)用胚胎分割技術(shù)獲得的三卵六羔羊

采用___________將____________切割成_______________________等，經(jīng)移植獲得__________________的技術(shù)1.概念：機械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵雙胎或多胎2.理論依據(jù):早期胚胎細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞的全能性。后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。體視顯微鏡和顯微操作儀3.特點:4.適合分割的胚胎:5.主要儀器設(shè)備:發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。注：分割囊胚時，要將內(nèi)細胞團均等分割三.胚胎分割6.操作過程：若不均等分割，含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，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6.操作過程：胚胎分割操作程序做DNA分析，鑒定性別分割后的胚胎直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。7.胚胎分割的優(yōu)點：①提高胚胎利用率，促進優(yōu)良動物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料③在胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義8.胚胎分割的局限性：

實踐證明，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，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題。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)可以分割任意時期的胚胎

A.①② B.②③C.①③④ D.①②③④A當堂檢測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。下列不正確的是（

）A.甲所表示的細胞不一定是受精卵細胞B.圖中a過程包括桑葚胚、囊胚階段C.胚胎移植技術(shù)可以定向改變動物的遺傳性狀D.圖示過程使用了動物細胞培養(yǎng)、胚胎分割、胚胎移植等生物技術(shù)C還可能是核移植形成的雜種細胞3.“試管嬰兒”技術(shù)是通過將不孕夫婦的精子和卵細胞取出，在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到如圖所示的時期，再將胚胎植入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒，該技術(shù)使一部分不能生育的夫婦重新獲得了生育的機會。下列敘述正確的是（

）A.“試管嬰兒”技術(shù)在生物學上所依據(jù)的原理是無性生殖B.如圖所示時期是胚胎發(fā)育的囊胚期，①代表內(nèi)細胞團，②

代表囊胚腔，③代表滋養(yǎng)層C.“試管嬰兒”的形成用到的技術(shù)有人工授精、體內(nèi)培養(yǎng)、核移植D.“試管嬰兒”技術(shù)誕生后，繼而出現(xiàn)了“設(shè)計試管嬰兒”技術(shù)，二者對人

類的作用是相同的B設(shè)計試管嬰兒多一步：遺傳學診斷。可用于治療白血病等。為了給已有的孩子治病而設(shè)計試管嬰兒，在胚胎植入母體前需要進行遺傳學診斷，以確定這個胚胎是否符合要求，符合要求的胚胎被植入母體并生出嬰兒，取其某些細胞如造血干細胞用于治療是多數(shù)人能夠接受的。4.(2023·衡水金卷)下列關(guān)于牛體外受精及胚胎工廠化生產(chǎn)的敘述，正確的是(

)A.將采集的卵母細胞立即與精子在獲能培養(yǎng)液中共同培養(yǎng)即可受精B.精子和卵子結(jié)合形成受精卵后應(yīng)立即移入受體母牛子宮C.用性激素處理，可使供體母牛排出更多的卵子D.早期胚胎的培養(yǎng)通常需要在培養(yǎng)液中加入血清D5.(2020·山東卷)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細胞注入囊胚，通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實驗小鼠。下列說法錯誤的是(

)A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對小鼠的精子進行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得C6.(2019·江蘇卷，29)利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細胞中，然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬，可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。如圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：促性腺激素減數(shù)第二次分裂中期胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)

維持培養(yǎng)液的pH分割2(1)對1號豬使用

處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在___________________________時期的卵母細胞用于核移植。(2)采集2號豬的組織塊，用

處理獲得分散的成纖維細胞，放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是______________________。(3)為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行________。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于________號豬。7.(2023·寧夏石嘴山期末)下圖是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，回答有關(guān)問題：(1)圖中A牛和B牛的性別________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)。(2)c過程一般是將發(fā)育到_____________(階段)的早期胚胎進行處理，再植入到受體內(nèi)。操作過程中應(yīng)注意將③_________均等分割，以免影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育，該技術(shù)的意義在于____________________。相同桑葚胚或囊胚內(nèi)細胞團提高胚胎的利用率(3)用于移植的胚胎除了圖中所示的途徑外，還可以來自_________；胚胎移植能否成功依賴于一定的生理學基礎(chǔ)：_________________________________________________________________________，為胚胎的收集提供了可能。核移植早期胚胎(在一定時間內(nèi))不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)(4)圖中C牛的培育過程屬于________生殖，D牛的培育過程屬于________生殖。有性有性8.(2022·全國甲卷，38)某牧場引進一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊，為了在短時間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代，該牧場利用胚胎工程技術(shù)進行了相關(guān)操作?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了實現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液，精液保存的方法是___________________________________。在體外受精前要對精子進行獲能處理，其原因是

；精子體外獲能可采用化學誘導法，誘導精子獲能的藥物是________________(答出1點即可)。利用該公羊的精子進行體外受精需要發(fā)育到一定時期的卵母細胞，因為卵母細胞達到__________時才具備與精子受精的能力。放入－196℃的液氮中保存(或冷凍保存)剛排出的精子必須在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能受精肝素或Ca2＋載體MⅡ期(2)體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進行，該培養(yǎng)液的成分除無機鹽、激素、血清外，還含的營養(yǎng)成分有________________________(答出3點即可)等。將培養(yǎng)好的良種囊胚保存?zhèn)溆谩?3)請以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊為材料進行操作，以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。維生素、氨基酸、核苷酸對受體母羊進行同期發(fā)情處理，將保存的囊胚進行胚胎移植，對受體母羊進行是否妊娠的檢查，一段時間后受體母羊產(chǎn)下具有該公羊優(yōu)良性狀的后代胚胎工程理論基礎(chǔ)常用技術(shù)及應(yīng)用1.體外受精2.胚胎移植3.胚胎分割1.生理學基礎(chǔ)2.步驟終端技術(shù)終端技術(shù)1.分別采集精子和卵母細胞2.成熟培養(yǎng)和精子獲能3.在培養(yǎng)液中培養(yǎng)，促使完成受精定義、選擇胚胎和儀器用具、過程、優(yōu)勢和問題胚胎工程小結(jié)練習與應(yīng)用（P64）1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學和農(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