【生物课件】胚胎工程技术及其应用 2023-2024学年高二生物同步备课精选课件（人教版2019选择性必修3）.pptx

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1、教学目标：教学目标：1、简述受精核胚胎早期发育的基本过程。2、简述体外受精、胚胎移植、胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。3、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和判断。4、认同胚胎工程技术的发展和应用体现了科学、技术、社会的互动关系。教学重点：教学重点：1、受精的基本过程。2、胚胎早期发育的基本过程。3、胚胎工程的主要技术及其原理。4、胚胎工程在生产实践中的应用。教学难点教学难点：1、受精过程中精子和卵子的生理变化。2、胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。高中生物学选择性必修3第第2 2章章 细胞工程细胞工程第第3 3节节 胚胎工程胚胎工程二、胚胎工程

2、技术及其应用二、胚胎工程技术及其应用情景资料情景资料1 1：国国 产产 奶奶 牛：年均产奶量牛：年均产奶量30003000公斤左右公斤左右国际良种奶牛：年均产奶量国际良种奶牛：年均产奶量1000010000公斤左右公斤左右我国蒙古黄牛：均重我国蒙古黄牛：均重300Kg300Kg海福特肉用牛：海福特肉用牛：2 2岁体重可达岁体重可达800800盹盹荷斯坦牛荷斯坦牛新疆褐牛新疆褐牛1 1、引进一头良种成年奶牛需、引进一头良种成年奶牛需3 3万万-5-5万元万元2 2、一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育、一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4 4、5 5次。次。实际问题实际问题:牛的生育率虽然很低，但

3、是一头母牛一生排出的卵细胞约牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200200个左右，卵巢中个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的卵母细胞数量是它的10001000倍（倍（2020万）；公牛平均每次射精万）；公牛平均每次射精5ml,5ml,精子数精子数5050亿。亿。那如何实现良种牛快速繁殖呢那如何实现良种牛快速繁殖呢?母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。19821982年世界首例年世界首例“试管牛试管牛”犊问世犊问世1.1.“试管牛试管牛(动物动物)”是是指什么指什么？2 2.“试管牛试管牛”是是如何如何生产的？生产的？试管动

4、物试管动物:是指通过人工操作使卵细胞在是指通过人工操作使卵细胞在体外受精体外受精，培养发育为，培养发育为早期胚胎早期胚胎后，后，在进行在进行移植移植生产的个体。生产的个体。思考：思考：情景资料情景资料2 2：1.1.体外受精技术主要包括哪几个步骤？体外受精技术主要包括哪几个步骤？2.2.卵母细胞的培养的目的是什么？卵母细胞的培养的目的是什么？3.3.离心的目的是什么？离心的目的是什么？4.4.精子与卵细胞如何完成体外受精？精子与卵细胞如何完成体外受精？5.5.受精卵如何培养？受精卵如何培养？阅读阅读P P6060文字及图文字及图2-222-22，思考以下问题：，思考以下问题：1.1.体外受精技

5、术过程：体外受精技术过程：卵巢M期卵母细胞体外受精获能精子精子离心处理新鲜或解冻的精液受精卵培养去除去除精浆精浆，以利于精子获，以利于精子获能能(提取纯度较高精子提取纯度较高精子)胚胎早期培养的基本条件胚胎早期培养的基本条件：营养条件；：营养条件；环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、温度、pHpH和渗透压；适宜的气体环境和渗透压；适宜的气体环境目的目的在在适当的培养液适当的培养液中中完成受精过程完成受精过程采集培养（一）体外受精（一）体外受精2.2.体外受精技术的意义体外受精技术的意义为胚胎移植提供可用的胚胎为胚胎移植提供可用的胚胎提高动物繁殖能力的有效措

6、施提高动物繁殖能力的有效措施（一）体外受精（一）体外受精 受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？受精卵体外培养到什么时期可进行胚胎移植？不同动物不同动物胚胎移植时间胚胎移植时间不同：不同：牛、羊：牛、羊：小鼠：小鼠：试管婴儿：试管婴儿：桑椹胚或囊胚阶段桑椹胚或囊胚阶段可在更早的阶段移植可在更早的阶段移植8-168-16个细胞阶段个细胞阶段注：胚胎发育的注：胚胎发育的主要场所主要场所是是母体母体。1.1.概念：概念：指将通过指将通过_得到的胚胎，移植到得到的胚胎，移植到_、_的的雌性雌性动物体内，使之动物体内，使之继续发育为新个体继续发育为新个体的技术。的技术。体外受精及其他方式体外受精及其他

7、方式同种的同种的生理状态相同生理状态相同胚胎来源：胚胎来源：体外受精及体外受精及其他方式其他方式得到的胚胎得到的胚胎体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等供体和受体供体和受体供体：供体：提供胚胎提供胚胎的个体的个体遗传性状优良，生产能力强遗传性状优良，生产能力强产生具有优良遗传特性的胚胎产生具有优良遗传特性的胚胎选择标准：选择标准：职能：职能：受体：受体：接受胚胎接受胚胎的个体的个体选择标准：选择标准：职能：职能：有健康体质和正常繁殖能力有健康体质和正常繁殖能力承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务（二）胚胎移植（二）胚胎移植

8、2.2.过程：过程：优良供体母牛优良供体母牛受体母牛受体母牛受体发情受体发情同期发情处理同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理发情配种发情配种或人工受精或人工受精胚胎移植胚胎移植收集胚胎并检查收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代具有优良性状的后代正常繁殖或两三个月后正常繁殖或两三个月后进行另一次移植进行另一次移植优良公牛优良公牛1.1.什么是同期发情处理？什么是同期发情处理？（遗传性状优良，生产能力强）（遗传性状优良，生产能力强）（有健康体质和正常繁殖能力）（有健康体质和正常繁殖能力）2.2.同期发情处理的目的是什么同期发情处理的目的是什么？利利用用某某些些激激素

9、素人人为为地地控控制制并并调调整整一一群群母母畜畜发发情情周周期期的的进进程程，使使之之在在预预定定时间内集中发情。时间内集中发情。使使胚胚胎胎在在移移植植前前后后所所处处的的生生理理环环境境保保持持一一致致，供供体体的的胚胚胎胎移移入入受受体体后后有有相相同同或或相相似似的的生生存存条条件件，这这是是胚胚胎胎移移植成功与否的关键。植成功与否的关键。3.3.如何进行超数排卵如何进行超数排卵？注射外源促性腺激素注射外源促性腺激素4.4.超数排卵的目的是什么超数排卵的目的是什么？诱诱发发卵卵巢巢排排出出比比自自然然情情况况下下更更多多的成熟卵子。的成熟卵子。冲卵冲卵5 5.冲卵的目的是什么？冲卵的

10、目的是什么？排出早期胚胎排出早期胚胎（二）胚胎移植（二）胚胎移植2.2.过程：过程：优良供体母牛优良供体母牛受体母牛受体母牛受体发情受体发情同期发情处理同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理发情配种发情配种或人工受精或人工受精胚胎移植胚胎移植收集胚胎并检查收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代具有优良性状的后代正常繁殖或两三个月后正常繁殖或两三个月后进行另一次移植进行另一次移植优良公牛优良公牛注：注：1.1.两次使用激素：两次使用激素：2.2.两次检查：两次检查：同期发情处理同期发情处理 超数排卵超数排卵 冲卵后，胚胎质量检查冲卵后，胚胎质量检查 移植后，是否妊娠检

11、查移植后，是否妊娠检查冲卵冲卵（二）胚胎移植（二）胚胎移植思考思考讨论讨论 胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1.1.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。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体不一定。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。同期发情处理。子宫内，胚胎才能继续发育。同期发情处理。2.2.受体会不会对来自供体的胚胎发

12、生免疫排斥反应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。受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。3.3.胚胎移植后，经受体孕有的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致胚胎移植后，经受体孕有的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致?为什么为什么?遗传特性与供体保持一致。遗传特性与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上因为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。的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。（二）胚胎移植（二）胚胎移植3.3.胚胎移植的生理学基础：胚胎移植

13、的生理学基础：移入：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化相同移入：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化相同收集：早期胚胎在一定时间内处于游离状态，不与子宫建立联系收集：早期胚胎在一定时间内处于游离状态，不与子宫建立联系存活：受体子宫对移入的外来胚胎不发生排斥反应存活：受体子宫对移入的外来胚胎不发生排斥反应发育、遗传特性：供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且不影响发育、遗传特性：供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且不影响 其遗传特性其遗传特性6.6.优势：优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力4.4.实质：实质：早期

14、胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。5.5.地位：地位：胚胎必须移植给受体才能获得后代胚胎必须移植给受体才能获得后代同卵双胞胎同卵双胞胎显微操作仪显微操作仪 采用采用_将将_切割成切割成_ 等，经移植等，经移植获得获得_的技术的技术1.1.概念：概念：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2.2.特点特点:早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。后代具有相同的遗传物质，可以看做动物后代具有相同的遗传物质，可以看做

15、动物无性繁殖或克隆无性繁殖或克隆的方法之一。的方法之一。体体视视显微镜和显微操作仪显微镜和显微操作仪3.3.理论依据理论依据:4.4.适合分割的胚胎适合分割的胚胎:5.5.主要仪器设备主要仪器设备: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。注：分割囊胚时，要注：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割将内细胞团均等分割体视显微镜体视显微镜（三）胚胎分割（三）胚胎分割6.6.操作过程：操作过程：做做DNADNA分析，分析，鉴定性别鉴定性别（三）胚胎分割（三）胚胎分割选择胚胎选择胚胎分割胚胎分割胚胎移植胚胎移植胚胎7.7.优点优点:可以促进优良动物品种的繁殖可以促进优良动物品种

16、的繁殖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繁育健康后代有重要意义8.8.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，分割次数越多，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，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。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，另外，还存在还存在刚出生动物体重偏低刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹毛色、斑纹可能可能存在差异存在差异等问题。等问题。（三）胚胎分割（三）胚胎分割