2.3胚胎工程（第二课时） 课件(共49张PPT)-2025-2026学年高二下《生物》（人教版）选择性必修3

(共49张PPT)
第2章 第3节
人教版 选择性必修3
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目录
CONTENTS
胚胎工程技术及其应用
二/
胚胎工程的理论基础
一/
受精
1/
胚胎早期发育
2/
体外受精
1/
胚胎移植
2/
胚胎分割
3/
通过上节课学习，你能描述自然状态下奶牛从受精到产生牛犊的详细过程吗？
优良母牛
优良公牛
排卵及卵子准备
提供
精子获能：精子进入母牛生殖道内
285天左右
生下牛犊
奶牛自然
生产过程，你
觉得哪些环节限制
其后代数量？
1.排卵数量（每次一个）限制最终胚胎数量。
2.妊娠时间长。（妊娠期间母牛不能再提供胚胎）
如何解决该问题？
285天左右
生下牛犊
体外受精
胚胎移植
01
体外受精
一
体外受精
你听说过试管婴儿、试管牛、试管羊吗？
试管动物技术
一
体外受精
试管动物技术
是指通过人工操作使卵子和精子在体外调节下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
（了解）
个体
精子(成熟)
卵子(成熟)
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎培养
受精
移植
一
体外受精
试管动物技术
是指通过人工操作使卵子和精子在体外调节下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
（了解）
个体
精子(成熟)
卵子(成熟)
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎培养
受精
移植
1978年7月25日世界首例试管婴儿
第一个试管婴儿于1978年7月25日在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易丝.布朗。路易丝.布朗的母亲梅.布朗因输卵管阻塞而不能生育。
医生从梅.布朗（时年31岁）体内提取卵子，再取她丈夫（时年38岁）的精液，经处理在体外使卵子受精，受精卵分裂形成16细胞胚后重新植入梅.布朗的子宫内。9个多月后就生下了路易丝.布朗。
1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生
1984年3月9日中国兽医博士旭日干与刚出生的“试管羊”
1989年8月15日旭日干正在观察他培育出来的第一胎“试管牛”
培养
一
体外受精
1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
卵巢
MⅡ期卵母细胞
采集方法一：
用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。
（超数排卵处理）
采集
新鲜或解
冻的精液
精子离心处理
注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。
获能精子
(人工配制的获能液)
培养
一
体外受精
1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
卵巢
MⅡ期卵母细胞
采集方法一：
用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。
（超数排卵处理）
采集
新鲜或解
冻的精液
精子离心处理
注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。
获能精子
(人工配制的获能液)
体外受精
(相应溶液)
项　目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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 比较自然受精、人工授精和体外受精
一
体外受精
项　目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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 比较自然受精、人工授精和体外受精
培养
1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
卵巢
MⅡ期卵母细胞
采集方法一：
用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。
（超数排卵处理）
采集
新鲜或解
冻的精液
精子离心处理
注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。
获能精子
(人工配制的获能液)
体外受精
(相应溶液)
培养
一
体外受精
1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
卵巢
MⅡ期卵母细胞
采集方法一：
用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。
（超数排卵处理）
采集
新鲜或解
冻的精液
精子离心处理
注意：精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。
获能精子
(人工配制的获能液)
体外受精
(相应溶液)
受精卵培养
(不同培养液)
受精卵培养到什么程度呢？
当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同的动物胚胎移植的时间不同，例如，牛、羊一般要培养到16细胞阶段（桑葚胚）或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎即试管胚胎，可在4细胞阶段移植。
项　目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物交配完成 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、卵母细胞,在体外分别经处理后完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 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 比较自然受精、人工授精和体外受精
一
体外受精
1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
2.意义：
①是提高动物繁殖能力的有效措施。
②可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
02
胚胎移植
二
胚胎移植
1.概念：
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。
其他方式：如转基因、核移植和自然受精等
二
胚胎移植
1.概念：
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。
其他方式：如转基因、核移植和自然受精等
良种公牛
良种母牛
良种胚胎
代孕母牛
移植
供体
受体
提供胚胎的个体
接受胚胎的个体
遗传性状优良、生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
产生具有优良遗
传特性的胚胎
承担繁重而漫长的
妊娠和育仔任务。
“借一般动物之腹 怀优秀个体之胎”
二
胚胎移植
2.过程：
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
二
胚胎移植
2.过程：
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
同期发情处理:
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。(孕激素等)
发情周期是雌性哺乳类动物普遍拥有的一种生理现象。从前一次排卵期至下一次排卵期之间的时间长度称为一个发情周期。
母牛的发情周期分为卵泡期和黄体期两个阶段。卵泡期是在黄体退化继而血液中孕激素含量显著下降后，卵巢中卵泡迅速生长发育，最后成熟并导致排卵的时期，这一时期一般是从发情周期的第18d至第21d。
卵泡期之后，卵泡破裂并发育成黄体，随即进入黄体期，这一时期一般从发情周期的第1d至第17d。黄体期内，在黄体分泌的孕激素的作用下，卵泡发育受到抑制，母畜不表现发情，在未受精的情况下，黄体维持约17d，即行退化，随后进入另一个卵泡期。
孕激素能使子宫平滑肌更加松弛，降低平滑肌对催产素的敏感性，减少子宫收缩。还能有效抑制排卵，促进子宫内膜分泌，降低子宫肌的兴奋度，有利于受精卵的植入，从而确保妊娠能够安全进行。
雌激素主要是促进卵泡发育、促进子宫、输卵管发育、促进阴道上皮增生和角化；还可通过促进子宫内膜增生，促进子宫发育；同时还可以促进水钠潴留、促进乳腺管增生、促进第二性征发育，降低总胆固醇含量。
知识拓展：
孕激素的作用原理是，给母牛使用孕激素后，使其血液中的孕激素保持较高水平，从而抑制了卵巢中卵泡的生长发育和发情，使母牛老是处于人为的黄体期。有时卵巢中的黄体已经消失，意味着母牛自身产生的孕激素水平已经下降，但由于人工施加的孕激素仍在起作用，母牛仍不会排卵发情，这就等于延长了发情周期，推迟了发情期。黄体的寿命为17d，若孕激素处理时间达到17d左右，则被处理的所有母畜卵巢中的黄体均已消失，此时集体停药，则它们会同时进入卵泡期，同时排卵发情。
二
胚胎移植
2.过程：
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
同期发情处理:
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。(孕激素等)
同期发情处理的目的:
使供体受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入相同的生理环境做好准备。
正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
问：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
二
胚胎移植
2.过程：
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
同期发情处理:
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。(孕激素等)
同期发情处理的目的:
使供体受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入相同的生理环境做好准备。
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
二
胚胎移植
2.过程：
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
同期发情处理:
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。(孕激素等)
同期发情处理的目的:
使供体受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入相同的生理环境做好准备。
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
同期发情处理:
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。(孕激素等)
同期发情处理的目的:
使供体受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入相同的生理环境做好准备。
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
胚胎检查
桑葚胚或囊胚阶段
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
桑葚胚或囊胚阶段
移植胚胎
手术法
非手术法
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
桑葚胚或囊胚阶段
移植胚胎
受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
问：受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应
胚胎冷冻保存
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
桑葚胚或囊胚阶段
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
问：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
胚胎移植后，经受体孕育的后代的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，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
桑葚胚或囊胚阶段
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
问：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
胚胎移植后，经受体孕育的后代的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，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
（1）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；
第二次用于供体的超数排卵。
（2）该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
优良供体公牛
优良供体母牛
受体母牛
（遗传性状优良、生产能力强）
（有健康的体质和正常繁殖能力）
进行同期发情处理
受体发情
超数排卵处理
（促性腺激素）
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
(早期胚胎处于游离状态)
桑葚胚或囊胚阶段
移植胚胎
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
问：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
胚胎移植后，经受体孕育的后代的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，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
胚胎移植的优势：
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
产生具有优良遗传特性的胚胎
负责繁重而漫长的妊娠和育仔任务
受体职能
供体职能
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。
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？基于这样的设想，胚胎分割技术逐渐发展成熟。
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？基于这样的设想，胚胎分割技术逐渐发展成熟。
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？基于这样的设想，胚胎分割技术逐渐发展成熟。
03
胚胎分割
1942 年 ，科学家成功地对大鼠二细胞胚胎进行了分离和培养 。后来 ， 一些科学家尝试着把绵羊八细胞胚胎分割成 4 份 ，每份 2 个细胞 ，再将它们植入母羊子宫内 ， 结果母羊成功地产下 4 只小羊 。
小资料
三
胚胎分割
1.胚胎分割概念：
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。
三
胚胎分割
1.胚胎分割概念：
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。
三
胚胎分割
1.胚胎分割概念：
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。
2.理论基础：
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.产生后代的特点:
后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
三
胚胎分割
4.所需要的主要仪器设备：
体视显微镜和显微操作仪。
体视显微镜，亦称实体显微镜，是从不同角度观察物体，使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作，直接放入镜头下配合照明即可观察，像是直立的，便于操作和解剖。
显微操作仪指用显微镜附加细微操纵装置所组成的显微手术器械。
在显微镜下用分割针或分割刀分割
三
胚胎分割
5.适合分割的胚胎：
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。
6.流程：
(1)选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚(桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性)，移入盛有操作液的培养皿中。
（2）在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割。
（3）分割后的胚胎可以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
7.操作：
显微镜下切割胚胎
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
已知性别胚胎
二分胚
内细胞团
胚胎移植
牛胚胎性别鉴定和分割示意图
要注意将内细胞团均等分割！
若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。
三
胚胎分割
8.胚胎分割的优点
①可以促进优良动物品种的繁殖
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
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、动物繁育健康后代有重要意义
9.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。
本课小结
胚胎工程的技术手段
体外受精
卵母细胞的采集
受精
精子的获取
胚胎移植
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
胚胎的移植
移植后的检查
胚胎分割
胚胎分割概念
胚胎分割的优点和局限性
胚胎分割操作程序
练习与应用
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査，以防止发生免疫排斥反应。（ ）
×
×
一、概念检测
×
练习与应用
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。
(1) 请将图中括号内的内容补充完整。
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？
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
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。
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。
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。
二、拓展应用
练习与应用
二、拓展应用
(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？
这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。
(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？
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。
练习与应用
谢谢观看
Thank you