【公开课件】胚胎工程技术及其应用课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

第第3 3节节 胚胎工程胚胎工程第2章 细胞工程第2课时 胚胎工程技术及应用本课聚焦:1.胚胎工程的技术及原理2.胚胎工程在生产实践中的应用动物细胞核移植试管牛胚胎分割问题探讨想大量获得良种牛，有哪些办法？试管动物？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。体外受精早期胚胎发育受体母牛(代孕)精子卵子胚胎移植受精卵早期胚胎试管牛胚胎移植体外受精体外胚胎培养有性生殖胚胎工程技术体外受精胚胎移植胚胎分割 通通过过人人工工操操作作使使卵卵子子与与精精子子在在体体外外完完成成受精受精。将将早早期期胚胚胎胎移移植植到到同同种种的的、生生理理状状态相相同同的的雌雌性性动动物物的的体体内内，使使之之继继续续发发育育成成为为新新个体个体的技的技术术。采采用用机机械械方方法法将将早早期期胚胚胎胎分分割割成成2等等份份、4等等份份或或8等等份份等等，经经移移植植获获得得同同卵卵双双胎胎或或多多胎胎的的技技术术。一.体外受精过程过程：卵母细胞的采集、卵母细胞的采集、精子的获取、精子的获取、受精。受精。体外受精体外受精体外受精体外受精卵巢卵巢M期卵母细胞期卵母细胞成熟培养成熟培养获能精子获能精子精子离心处理精子离心处理新鲜或解新鲜或解冻的精液冻的精液获能处理获能处理受精卵培养受精卵培养二.胚胎移植 是指将通过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体内，使之继续发育为新个体的技术。供体：受体：提供胚胎的个体接受胚胎的个体体外受精及其他方式得到的胚胎胚胎移植实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。细胞核移植技术体内受精 转基因技术等其他方式:二.胚胎移植二遗传性状优良，遗传性状优良，生产能力强生产能力强有健康体质和有健康体质和正常繁殖能力正常繁殖能力1.将胚胎移植到任何一个受体的将胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？子宫内，胚胎都能正常发育吗？2.如不能，需要在胚胎移植前如不能，需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？对受体进行怎样的操作？不能，需要移植到同种的、生不能，需要移植到同种的、生理状态相同的受体体内。理状态相同的受体体内。同期发情处理3.若要获得更多的卵子，一般若要获得更多的卵子，一般对供体母牛如何处理？对供体母牛如何处理？超数排卵基本程序（以牛胚胎移植为例）超数排卵同期发情处理到社会中去到社会中去 八胞胎的诞生灰灰绿绿色色 广广州州一一对对富富商商久久婚婚不不孕孕，2010年年初初借借助助试试管管婴婴儿儿技技术术孕孕育育的的8个个胚胚胎胎竟竟然然全全部部成成功功，喜喜出出望望外外的的富富商商夫夫妇妇最最终终找找来来两两位位代代孕孕妈妈妈妈，再再加加上上自自身身共共3个个子宫采取子宫采取“2+3+3”方式，前后一个月的时间内先后诞下方式，前后一个月的时间内先后诞下4男男4女八胞胎。女八胞胎。分析：分析：8胞胎的诞生过程涉及了哪些工程的技术胞胎的诞生过程涉及了哪些工程的技术?体外受精、早期胚胎培养（动物细胞培养）、胚胎移植体外受精、早期胚胎培养（动物细胞培养）、胚胎移植三.胚胎分割采用采用 将将 切割成切割成 等，经移植获得等，经移植获得_的技术。的技术。机械方法机械方法早期胚胎早期胚胎2 2等份、等份、4 4等份或等份或8 8等份等份同卵双胎或多胎同卵双胎或多胎三.胚胎分割体视显微镜体视显微镜显微操作仪显微操作仪分割针、分割刀分割针、分割刀主要仪器设备主要仪器设备三.胚胎分割胚胎分割动态演示三.胚胎分割1.1.繁殖方式繁殖方式：2.2.胚胎时期选择胚胎时期选择：采用采用 将将 切割成切割成 等，经移植获得等，经移植获得_的技术。的技术。机械方法机械方法早期胚胎早期胚胎2 2等份、等份、4 4等份或等份或8 8等份等份同卵双胎或多胎同卵双胎或多胎3.3.分割后胚胎去向分割后胚胎去向：无性繁殖（克隆）无性繁殖（克隆）发育良好的、形态正常的发育良好的、形态正常的桑葚胚桑葚胚或或囊胚囊胚内细胞团内细胞团 要均等分割要均等分割直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体三.胚胎分割A AB BC CD DE E甲甲甲甲乙乙乙乙丙丙丙丙图中图中ABCDE分别代表什么结构？分别代表什么结构？乙乙 过过 程程 常常 用用 的的 技技 术术 是是 _ ，丙丙 操操 作作 是是_。可否通过显微镜观察可否通过显微镜观察M四分体时期，从而判断性别？四分体时期，从而判断性别？做做DNA分析分析不行。此时胚胎不进行减数分裂。不行。此时胚胎不进行减数分裂。过程：在盛有操作液的培养皿中，显微镜下分割过程：在盛有操作液的培养皿中，显微镜下分割胚胎移植胚胎移植三.胚胎分割一6.6.优点优点：提高提高优良动物品种的优良动物品种的繁殖率繁殖率为为遗传学研究的提供宝贵材料遗传学研究的提供宝贵材料通过鉴定，对通过鉴定，对繁育健康后代繁育健康后代及及人为人为控制动物性别控制动物性别有重要意义。有重要意义。7.7.局限性局限性：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，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以二分胚胎的分割和移植效率最高的分割和移植效率最高。另外，还存在另外，还存在刚出生动物体重偏低刚出生动物体重偏低，毛色、毛色、斑纹斑纹可能可能存在差异存在差异等问题（等问题（P63 资料卡资料卡）。）。核移植体外受精胚胎分割利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？无性生殖有性生殖无性生殖 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。雌性杜泊羊雄性杜泊羊卵母细胞精子采集采集受精卵（）早期胚胎当地普通绵羊体外受精杜泊羊分娩（）（）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？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典例分析1515如图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，如图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，a a、b b代表两个不同的代表两个不同的发育阶段，下列叙述不正确的是发育阶段，下列叙述不正确的是()A A过程发生了同源染色体的分离和自由组合过程发生了同源染色体的分离和自由组合B B过程细胞通过有丝分裂的方式增殖，单个细胞体积减小过程细胞通过有丝分裂的方式增殖，单个细胞体积减小C Ca a中含有全能细胞中含有全能细胞D D过程不同细胞基因表达存在差异过程不同细胞基因表达存在差异1010如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()A A图中图中过程表示胚胎发育过程表示胚胎发育B B由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大每个细胞的体积不断增大C C原肠胚的三个胚层将逐渐分化形成各种组原肠胚的三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等织、器官等D D原肠胚阶段的细胞都是全能细胞原肠胚阶段的细胞都是全能细胞CA典例分析1717观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：(1)(1)图中图中、表示的细胞名称依次是表示的细胞名称依次是_。假设该动物体细胞内有染色体。假设该动物体细胞内有染色体2n2n条，条，则则、四种细胞内的染色体数目依次是四种细胞内的染色体数目依次是_。(2)(2)图中图中a a、b b、c c表示细胞分裂，依次为表示细胞分裂，依次为_，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是在精子与卵子结合过程中完成的分裂是_(_(填填“a”“b”“a”“b”或或“c”)“c”)。图中的图中的p p、q q表示的结构依次是表示的结构依次是_。c c过程发生的场所为过程发生的场所为_。(3)(3)卵子成熟后，即可进行受精，判断卵子受精的标志是卵子成熟后，即可进行受精，判断卵子受精的标志是_。卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞2n、2n、n、2n有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂c透明带、卵细胞膜输卵管内可以观察到两个极体(或观察到雌、雄原核)课堂检测（1 1）体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植（）体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植（）（2 2）对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割（）对桑葚胚分割移植时，应将内细胞团均等分割（）（3 3）胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖（）胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖（）（4 4）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精（）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精（）（5 5）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致（）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致（）（6 6）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检査，以防止发生免疫排）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检査，以防止发生免疫排斥反应（斥反应（）（7 7）使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应（）课堂检测1.1.如图是克隆羊的培育流程图如图是克隆羊的培育流程图,根据所学知识回答下列问题根据所学知识回答下列问题:(1)(1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可从屠宰场收集培育克隆羊时用到的卵母细胞可从屠宰场收集,并在体外培养到并在体外培养到_期。期。(2)(2)通过通过_法吸出卵母细胞中的细胞核法吸出卵母细胞中的细胞核,微型吸管除了将细胞核吸出外微型吸管除了将细胞核吸出外,往往还会将往往还会将_一并吸出。一并吸出。(3)(3)去核的卵母细胞与供体细胞通过去核的卵母细胞与供体细胞通过_后融合后融合,供体核进入受体卵母供体核进入受体卵母细胞细胞,构建成重构胚构建成重构胚,融合后的重构胚融合后的重构胚,需要用物理或化学的方法进行激活需要用物理或化学的方法进行激活,使使其完成细胞分裂和发育进程。其完成细胞分裂和发育进程。减数第二次分裂中显微操作第一极体电刺激课堂检测1.1.如图是克隆羊的培育流程图如图是克隆羊的培育流程图,根据所学知识回答下列问题根据所学知识回答下列问题:(4)(4)将发育到一定阶段的重构胚将发育到一定阶段的重构胚,移植到同种的且移植到同种的且_相同的其他雌性相同的其他雌性动物体内动物体内,使之继续发育使之继续发育,最后形成克隆羊。最后形成克隆羊。(5)(5)欲培养高产奶山羊这一优良品种欲培养高产奶山羊这一优良品种,对移植前的胚胎进行性别鉴定时对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取宜取囊胚期的囊胚期的_细胞进行鉴定。细胞进行鉴定。生理状态滋养层课堂检测2 2白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为2020、1818。“白菜甘蓝白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、易于贮藏等优点。如图为易于贮藏等优点。如图为“白菜甘蓝白菜甘蓝”的培育过程，请回答下列问题：的培育过程，请回答下列问题：(1)(1)由原生质体由原生质体A A和原生质体和原生质体B B形成原生质体形成原生质体C C的过程中，常使用的诱导剂是的过程中，常使用的诱导剂是_，该过程体现了细胞膜具有，该过程体现了细胞膜具有_性。性。(2)(2)由细胞由细胞D D得到愈伤组织的过程叫作得到愈伤组织的过程叫作_；由愈伤组织得到根、芽等器；由愈伤组织得到根、芽等器官的过程叫作官的过程叫作_。由细胞。由细胞D D得到一个完整的杂种植株，需要采用的细得到一个完整的杂种植株，需要采用的细胞工程技术是胞工程技术是_，该过程体现了细胞，该过程体现了细胞D D具有具有_性。性。聚乙二醇(PEG)流动脱分化再分化植物组织培养全能课堂检测2 2白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为2020、1818。“白菜甘蓝白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、易于贮藏等优点。如图为易于贮藏等优点。如图为“白菜甘蓝白菜甘蓝”的培育过程，请回答下列问题：的培育过程，请回答下列问题：(3)(3)经花粉培育的二倍体经花粉培育的二倍体“白菜甘蓝白菜甘蓝”植株，体细胞的染色体数为植株，体细胞的染色体数为_。这种植株通常不育，为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体这种植株通常不育，为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜甘蓝白菜甘蓝”，这种变异属于，这种变异属于_。(4)(4)上述育种方法与传统杂交育种方法相比较其优点在于上述育种方法与传统杂交育种方法相比较其优点在于_。19染色体变异能克服远缘杂交的不亲和性(障碍)课堂检测3.3.如图为细胞融合的简略过程示意图，请据图完成问题：如图为细胞融合的简略过程示意图，请据图完成问题：(1)(1)若若A A、B B是植物细胞，在细胞融合之前已用酶处理去掉了细胞壁，所用的酶是植物细胞，在细胞融合之前已用酶处理去掉了细胞壁，所用的酶可能是可能是_，由此生成的，由此生成的A A和和B B称为称为_；A A、B B到细胞到细胞C C的过程中，的过程中，常用的物理方法有常用的物理方法有_等。融合完成的标志是等。融合完成的标志是_。(2)(2)若若A A、B B是动物细胞，一般取自幼龄动物的器官、组织，然后用是动物细胞，一般取自幼龄动物的器官、组织，然后用_使使细胞分散开来；细胞分散开来；A A、B B到细胞到细胞C C的过程中，常用的但不用于植物细胞工程的方法的过程中，常用的但不用于植物细胞工程的方法是用是用_诱导细胞融合。对融合得到的诱导细胞融合。对融合得到的D D进行大规模培养时需要提供的进行大规模培养时需要提供的气体环境为气体环境为_，其中，其中CO2CO2的作用是的作用是_。培养液还应进行。培养液还应进行无菌处理，通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防无菌处理，通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防_。纤维素酶和果胶酶原生质体再生出新的细胞壁胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)灭活的病毒95%的空气和5%的CO2维持pH杂菌污染离心法、电融合法课堂检测3.3.如图为细胞融合的简略过程示意图，请据图完成问题：如图为细胞融合的简略过程示意图，请据图完成问题：(3)(3)若若A A为骨髓瘤细胞，为骨髓瘤细胞，B B为经免疫的为经免疫的B B淋巴细胞，那么淋巴细胞，那么D D称为称为_，这种细胞既能大量繁殖，又能产生这种细胞既能大量繁殖，又能产生_。(4)(4)从从A A、B B到细胞到细胞C C的过的过程中，可形成程中，可形成_种类型的细胞种类型的细胞(仅考虑两个细胞间的融合仅考虑两个细胞间的融合)。若该过。若该过程用于单克隆抗体的制备，应筛选出符合要求的程用于单克隆抗体的制备，应筛选出符合要求的D D，方法是用特定的，方法是用特定的_培养基培养，为了大规模地生产单克隆抗体，还需对培养基培养，为了大规模地生产单克隆抗体，还需对D D进行第二次进行第二次筛选，第二次筛选的目的是筛选，第二次筛选的目的是_。杂交瘤细胞特异性抗体3选择筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞