2.3.2胚胎工程技术及其应用 课件(共28张PPT1个视频)--2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修3

文档属性

名称 2.3.2胚胎工程技术及其应用 课件(共28张PPT1个视频)--2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修3
格式 pptx
文件大小 14.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2026-01-06 21:53:07

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文档简介

(共28张PPT)
第二章 细胞工程
第3节 胚胎工程
人教版·选择性必修3
(第二课时)
胚胎工程技术及其应用
胚胎工程的发展历程
1. 胚胎工程的概念
是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
操作对象
技术种类
工程实质
理论基础
动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
问题探究:
情景资料1:
国产奶牛:年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛:年均产奶量10000公斤左右
我国蒙古黄牛:均重300Kg
海福特肉用牛:2岁体重可达800Kg
①引进一头良种成年奶牛需3万~5万元
②一头牛一胎只产一头牛犊,一生只生育4、5次。
实际问题:
母牛其实是有很强的生殖潜能的,只是没有激发出来。
那如何实现良种牛快速繁殖呢
荷斯坦牛
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。
问题探究:
1982年世界首例“试管牛” 犊问世,我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海诞生
情景资料2:
思考·讨论:
1.“试管牛”是怎么回事?
2.“试管牛”是应用哪些技术生产的?
问题探究:
1. 试管动物技术
① 试管动物的概念:
试管动物是指通过人工操作使卵细胞在体外受精,培养发育为早期胚胎后,在进行移植产生的个体。
② 试管动物的产生过程:
精子
卵子
受精卵
早期胚胎
受体母牛
(代孕)
个体
体外受精
早期胚胎发育
胚胎移植
问题探究:
知识拓展:
试管动物 克隆动物
发育起点
生殖方式
技术手段
遗传物质
遗传规律
受精卵
重构胚
有性生殖
无性生殖
体外受精、胚胎移植
动物细胞核移植技术、胚胎移植
来自2个亲代
主要来自核供体
遵循
不遵循
比较试管动物和克隆动物
一、体外受精
1. 体外受精技术主要包括:
卵母细胞
成熟培养
成熟卵母细胞
精子
获能处理
获能的精子
体外受精
受精卵
雌性哺乳动物
雄性哺乳动物
卵母细胞的采集
精子的获取
a、卵母细胞的采集
b、精子的获取
c、(体外)受精
一、体外受精
2. 体外受精技术过程:
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
受精卵培养
去除精浆(含有抑制精子获能的物质),以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
早期胚胎培养的基本条件:①营养条件、②无菌、无毒的环境条件③适宜的温度、pH和渗透压、④适宜的气体环境
目的
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
采集
培养
精子
获能处理
将精子培养在人工配制的获能液(肝素、Ca2+载体)中使其获能
CO2培养箱
卵巢
MⅡ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
成熟培养
获能处理
适当的培养液
一、体外受精
2. 体外受精技术过程:
目的是除去精浆以利于精子获能
目的
一、体外受精
3. 体外受精技术的意义:
为胚胎移植提供可用的胚胎
提高动物繁殖能力的有效措施
一、体外受精
知识拓展:
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程不同
场所不同
相同点 雌雄动物交配完成
雌性动物输卵管中
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精
人工获取精子、卵子,在体外培养液中完成受精过程
雌性动物输卵管中
体外培养液中
①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程;
②都是有性生殖
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。
1. 胚胎移植的概念:
①胚胎来源:
体外受精及其他方式得到的胚胎
体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割等
②供体和受体
供体:
提供胚胎的个体
遗传性状优良,生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准:
职能:
受体:
接受胚胎的个体
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
选择标准:
职能:
2. 胚胎移植的实质:
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
目的:诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
(有健康体质和正常繁殖能力)
二、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
同期发情处理
超数排卵处理
发情配种
或人工授精
收集胚胎并检查
优良公牛
(遗传性状优良,生产能力强)
冲卵
3. 胚胎移植的过程:
外源促性腺激素处理
桑椹胚或囊胚阶段
注射雌激素或孕激素
使它们处于相同的生理环境,这样供体的胚胎移入受体后,不会发生免疫排斥反应。
目的:从输卵管或子宫角排出早期胚胎(早期胚胎处于游离状态,容易收集)
(遗传性状优良,生产能力强)
二、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
受体发情
同期发情处理
超数排卵处理
发情配种
或人工授精
胚胎移植
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
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良公牛
(有健康体质和正常繁殖能力)
冲卵
3. 胚胎移植的过程:
不同动物胚胎移植时间不同
移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩
二、胚胎移植
3. 胚胎移植的过程:
① 供、受体的选择和处理
② 配种或人工受精
③ 胚胎的收集、检查、培养或保存
④ 胚胎的移植
胚胎移植的步骤
⑤ 移植后的检查等
(遗传性状优良,生产能力强)供体母牛
(有健康体质和正常繁殖能力)受体母牛
多种激素同期发情处理
促性腺激素
超数排卵
供体公牛
发情配种或
人工受精
收集胚胎并检查
胚胎移植
妊娠检查
分娩
(胚胎移植的犊牛)
二、胚胎移植
②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
该过程中两次使用激素:
第一次对受、供体进行同期发情处理;
该过程中的两次检查:
第一次对收集的胚胎进行检查;
胚胎移植成功与否要有两个条件:
①一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
课堂小结
第二次用于供体的超数排卵(促性腺激素)。
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
二、胚胎移植
结合图2-23,思考与讨论以下问题。
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?
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?
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?
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?
思考·讨论:胚胎移植的生理学基础
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。
基本上不会
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,遗传物质在孕育过程中不会改变。
正确
胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致,移入受体的胚胎才能被接受,并继续发育
二、胚胎移植
4. 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,增加供体一生繁殖后代的数量。
供体:
提供胚胎的个体
遗传性状优良,生产能力强
产生具有优良遗传特性的胚胎
选择标准:
职能:
受体:
接受胚胎的个体
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
选择标准:
职能:
④ 胚胎移植是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。
三、胚胎分割
指采用机械方法(切割针、切割刀)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。
1. 胚胎分割的概念:
特点:
来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
理论基础:
动物胚胎细胞的全能性。
显微操作仪
体视显微镜
2. 胚胎分割的设备:
分割刀
分割针
三、胚胎分割
3. 胚胎分割的过程:
对象:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
均等分割内细胞团
滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,不发育为胎儿的组织或器官,不会对胎儿产生影响。
直接移植胚胎给受体或体外培养到囊胚阶段再移植
囊胚
若没有均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。
三、胚胎分割
3. 胚胎分割的过程:
三、胚胎分割
1、对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内细胞团均等分割?
答:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。
思考·讨论:
三、胚胎分割
4. 胚胎分割的意义:
①促进优良动物品种的繁殖。
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、动物繁育健康后代具有重要意义。
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;
5. 胚胎分割的局限性:
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,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,还存在刚出生动物体重偏低,毛色、斑纹可能存在差异等问题。
三、胚胎分割
【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,苴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査,以防止发生免疫排斥反应。( )
练习与应用
教材P64
×
×
×
三、胚胎分割
【概念检测】2. 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
练习与应用
教材P64
(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?
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(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?
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。
体外胚胎培养
胚胎移植
三、胚胎分割
【扩展应用】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。
练习与应用
教材P64
(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。
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。
三、胚胎分割
【扩展应用】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。
练习与应用
教材P64
(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?
与野生种群相比,遗传多样性会降低,野外生存能力也会下降。
(2)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?
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。
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