胚胎工程（第2課時(shí)）課件 高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

選擇性必修3?生物技術(shù)與工程?第2章

細(xì)胞工程【第2課時(shí)·胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用】第3節(jié)胚胎工程1.簡述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的原理、操作流程，

構(gòu)建胚胎移植技術(shù)繁育良種種畜的流程圖（科學(xué)思維）。2.運(yùn)用胚胎工程的概念和原理，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中的相關(guān)問題進(jìn)

行分析與判斷，關(guān)注胚胎工程技術(shù)的應(yīng)用（社會(huì)責(zé)任）?！緶毓手隆?.哪個(gè)階段以前的細(xì)胞為全能細(xì)胞？桑葚胚以前2.哪個(gè)階段的細(xì)胞開始分化？囊胚3.哪個(gè)結(jié)構(gòu)將來發(fā)育成胎兒的各種組織？內(nèi)細(xì)胞團(tuán)4.胎膜和胎盤由什么結(jié)構(gòu)發(fā)育而來的？滋養(yǎng)層5.孵化的概念和意義？囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從透明帶中伸展出來，這一過程叫做孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育?！绢A(yù)習(xí)診斷】⑴試管動(dòng)物的制備屬于無性繁殖

（

）⑵胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移（）⑶胚胎移植是胚胎工程中最終技術(shù)環(huán)節(jié)，移植的胚胎一般在原腸胚之前，也可直接移植受精卵（

）⑷超數(shù)排卵需外源促性腺激素

（

）⑸桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植（

）⑹對(duì)桑葚胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割（

）⑺胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖，但胚胎分割是無性繁殖（

）1.“試管?！笔窃趺椿厥?？2.“試管?！笔菓?yīng)用哪些技術(shù)生產(chǎn)的？【從社會(huì)中來】P56

根據(jù)視頻的P60-61課本討論以下問題？試管動(dòng)物→指通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。涉及的胚胎工程技術(shù)：

。體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植一.體外受精

（p60）步驟：①卵母細(xì)胞的采集：要培養(yǎng)成熟，即培養(yǎng)到

期。

②精子的獲?。阂M(jìn)行

處理。

③體外受精。MⅡ獲能卵母細(xì)胞的采集精子的獲取獲能處理發(fā)育培養(yǎng)液離心目的：去除精漿，提取純度較高精子（以利于精子獲能）早期胚胎受體子宮胚胎移植營養(yǎng)條件、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)境體外受精技術(shù)的意義：提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，為胚胎移植提供可用胚胎。如專用的受精溶液中成熟培養(yǎng)獲能液：受精溶液：發(fā)育培養(yǎng)液：①用培養(yǎng)法使精子獲能；②在獲能溶液中完成受精作用；是專門的，精子、卵子完成受精的溶液；是進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)的；注意：發(fā)育培養(yǎng)液成分：兩鹽：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽兩酸：氨基酸、核苷酸兩素：維生素、激素動(dòng)物血清試管牛

≠

克隆牛

核移植體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植克隆牛無性生殖重組細(xì)胞

受精卵試管牛有性生殖比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)遺傳物質(zhì)遺傳規(guī)律體外受精胚胎早期培養(yǎng)胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物體細(xì)胞核移植胚胎移植來自兩個(gè)親代主要來自核供體發(fā)育起點(diǎn)遵循不遵循二、胚胎移植p61-621.概念：指將通過

得到的胚胎，移植到_______、_____________的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同提供胚胎的個(gè)體，產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎接受胚胎的個(gè)體，繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)（1）供體：（2）受體：（3）如何獲得胚胎(來源)？體外受精、體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)入目的基因的受精卵、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)等2.胚胎移植的意義：教材P62①可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短了供體本身的繁殖周期。②作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，將推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。實(shí)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3.胚胎移植的過程自主閱讀課本P61內(nèi)容，回答以下問題。優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理受體發(fā)情優(yōu)良公牛發(fā)情配種或人工授精移植胚胎收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代1.供、受體選擇標(biāo)準(zhǔn)？遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)有健康體質(zhì)和正常繁殖能力2.需要在胚胎移植前對(duì)受體

進(jìn)行怎樣的操作？同期發(fā)情處理：利用某些激素（一般用孕激素）人為地控制并調(diào)整一群母畜在預(yù)定時(shí)間內(nèi)集中發(fā)情。使他們的生理環(huán)境達(dá)到同步或一致，為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。3.胚胎移植的過程自主閱讀課本P61內(nèi)容，回答以下問題。優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理受體發(fā)情優(yōu)良公牛發(fā)情配種或人工授精移植胚胎收集胚胎并檢查對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代3.如何獲得更多卵子？超數(shù)排卵處理：用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。垂體促性腺激素分泌(+)卵巢中卵泡發(fā)育成熟排卵該外源激素只能注射不能飼喂用配制的溶液將胚胎從子宮或輸卵管中沖洗出來3.胚胎移植的過程自主閱讀課本P61內(nèi)容，回答以下問題。優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理受體發(fā)情優(yōu)良公牛發(fā)情配種或人工授精移植胚胎收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代4.胚胎移植的時(shí)期？桑葚胚或囊胚期的早期胚胎5.受體會(huì)不會(huì)對(duì)來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？不會(huì)6.產(chǎn)下的犢牛性狀取決于誰？性狀：取決于供體母牛和公牛性別：取決供體公牛的精子類型7.繁殖方式？有性生殖8.胚胎移植過程中需要進(jìn)行兩次檢查，分別檢查什么？兩次檢查。第一次在沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；第二次對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖系統(tǒng)的生理變化是相同的。胚胎移植入提供基礎(chǔ)。早期的胚胎處在游離狀態(tài)。為胚胎收集提供了可能。胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系，但不改變遺傳特性。受體對(duì)外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎在受體內(nèi)的存活提供可能。如何使供、受體達(dá)到相同的生理狀態(tài)？胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)小結(jié)處理：進(jìn)行同期發(fā)情處理目的：為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。1)胚胎環(huán)境：2)胚胎收集：3)胚胎存活：4)遺傳特性：思考：你能想到進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路嗎？內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分開，形成一模一樣的雙胞胎同卵雙胞胎的形成示意圖三、胚胎分割p62-631.概念：采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。桑葚胚或囊胚（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)）囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分割針分割針做DNA分析，鑒定性別二分胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（均等分割）胚胎移植已知性別胚胎

若該生物是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牛肉的雄性肉牛，在進(jìn)行胚胎分割或移植前，應(yīng)先對(duì)各個(gè)胚胎進(jìn)行什么檢測(cè)？選擇哪些細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)？4.操作過程：三、胚胎分割p62-632.理論依據(jù)：早期胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，并保持著細(xì)胞全能性3.注意事項(xiàng)：①選擇發(fā)育良好的、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚②分割囊胚時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割A(yù)BCDE甲乙丙1、圖中ABCDE分別代表什么結(jié)構(gòu)？2.乙過程常用的技術(shù)是

。1）選擇哪條染色體上的DNA分子制作DNA探針？2）選擇哪個(gè)區(qū)域？3.可否通過顯微鏡觀察MⅠ四分體時(shí)期，從而判斷該胚胎性別？DNA分子雜交技術(shù)不行。此時(shí)胚胎不進(jìn)行減數(shù)分裂。深度思考：胚胎分割動(dòng)態(tài)演示胚胎分割動(dòng)態(tài)演示胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精胚胎分割步驟：卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取、受精胚胎分割的概念：對(duì)早期胚胎切割胚胎分割的基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性、每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)胚胎分割的步驟：選擇胚胎、分割胚胎、胚胎移植體外受精技術(shù)的意義：是提高動(dòng)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胚胎分割的意義胚胎移植胚胎移植的步驟胚胎移植的概念：移植到同種的、生理狀況相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)胚胎移植的意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖；②產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；③對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義課堂小結(jié)（2021遼寧高考）下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡易流程圖，有關(guān)敘述正確的是（）【真題演練】A．后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定B．過程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體C．過程②常使用顯微操作去核法對(duì)受精卵進(jìn)行處理D．過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植B一、概念檢測(cè)1.體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學(xué)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(xì)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，其遺傳特性與受體保持一致。（

）（3）進(jìn)行胚胎移植前，要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查，以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。（

）×××獲能處理成熟培養(yǎng)至MII期練習(xí)與應(yīng)用P642.

杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，成為受廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。（1）請(qǐng)將圖中括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容補(bǔ)充完整。（2）為了獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞，可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行怎樣的處理?（3）在進(jìn)行體外受精操作之前，還要對(duì)獲得的卵母細(xì)胞和精子進(jìn)行怎樣的處理?體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植超數(shù)排卵處理卵母細(xì)胞——成熟培養(yǎng)

精子進(jìn)行——獲能處理練習(xí)與應(yīng)用P64北方白犀牛曾經(jīng)廣泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失，它們的數(shù)量不斷減少。2018年3月，世界上最后一頭雄性北方白犀牛去世，該物種僅剩下兩頭雌性。在此之前，研究人員設(shè)法保存了北方白犀牛的精子。請(qǐng)回答下列問題。（1）我們可以使用哪些現(xiàn)代生物技術(shù)來人工繁育北方白犀牛?運(yùn)用這些技術(shù)一定能繁育成功嗎?請(qǐng)說出你的理由。（2）如果繁育成功，這樣人工繁育的種群與野生種群相比，有什么區(qū)別?（3）如果繁育不成功，這一物種將永遠(yuǎn)從地球上消失，從中我們能得到怎樣的教訓(xùn)?可以使用人工授精、體外受精、胚胎移植、體細(xì)胞核移植等技術(shù)來人工繁育北方白犀牛。運(yùn)用這些技術(shù)不一定能成功繁育北方白犀牛，因?yàn)槿魏我豁?xiàng)技術(shù)都不能保證百分之百的成功率，何況現(xiàn)存的北方白犀牛數(shù)量極少。遺傳多樣性會(huì)降低,野外生存能力也會(huì)下降。多種多樣的生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，是一個(gè)個(gè)獨(dú)特的基因庫。任何一個(gè)物種的滅絕都可能產(chǎn)生多米諾效應(yīng)，使其他相關(guān)物種受到影響，進(jìn)而威脅到生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。保護(hù)瀕危的野生動(dòng)物，保護(hù)生物多樣性刻不容緩。二、拓展應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用P64復(fù)習(xí)與提高1.若下圖表示細(xì)胞工程操作中的某些過程，請(qǐng)回答下列問題。（1）如果A、B分別是白菜和甘藍(lán)的原生質(zhì)體,則C細(xì)胞再生出細(xì)胞壁后需要通過什么技術(shù)才能發(fā)育成雜種植株“白菜一甘藍(lán)"？若白菜和甘藍(lán)雜交產(chǎn)生了子代，該子代是否可育？為什么？（2）若該圖表示抗丙肝病毒的單克隆抗體制備過程中的一環(huán)，A細(xì)胞是小鼠骨髓瘤細(xì)胞，則B細(xì)胞表示什么？符合要求的C細(xì)胞應(yīng)具有哪些特點(diǎn)？（3）如果A，B分別是取自優(yōu)良奶牛的卵細(xì)胞和精子，在進(jìn)行體外受精時(shí)，一般要把A細(xì)胞培養(yǎng)到什么時(shí)期？B細(xì)胞則要經(jīng)過什么處理才能與A細(xì)胞結(jié)合為受精卵？P66⑴如果A、B分別是白菜和甘藍(lán)的原生質(zhì)體,則C細(xì)胞再生出細(xì)胞壁后需要通過什么技術(shù)才能發(fā)育成雜種植株“白菜一甘藍(lán)"？若白菜和甘藍(lán)雜交產(chǎn)生了子代，該子代是否可育？為什么？植物組織培養(yǎng)技術(shù)；白菜和甘藍(lán)雜交產(chǎn)生的子代沒有同源染色體，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂，不能形成正常的配子，所以該子代一般不可育。⑵若該圖表示抗丙肝病毒的單克隆抗體制備過程中的一環(huán)，A細(xì)胞是小鼠骨髓瘤細(xì)胞，則B細(xì)胞表示什么？符合要求的C細(xì)胞應(yīng)具有哪些特點(diǎn)？B淋巴細(xì)胞、

能大量增殖并能產(chǎn)生抗丙肝病毒的抗體。⑶如果A，B分別是取自優(yōu)良奶牛的卵細(xì)胞和精子，在進(jìn)行體外受精時(shí)，一般要把A細(xì)胞培養(yǎng)到什么時(shí)期？B細(xì)胞則要經(jīng)過什么處理才能與A細(xì)胞結(jié)合為受精卵？減數(shù)分裂Ⅱ中期(MII期)、

獲能處理。2.2015年10月，我國科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素可以有效降低瘧疾患者的死亡率而獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青蒿素類藥物的市場(chǎng)需求很大，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)內(nèi)容及以下信息，提出一條提高青蒿素類藥物產(chǎn)量的研究思路。（1）青蒿素的衍生物--雙氫青蒿素也是很好的抗瘧疾藥物，并且它的藥物活性比青蒿素的高很多；（2）青蒿素是從黃花蒿中提取的，在黃花蒿產(chǎn)生青蒿素的代謝過程中，某些酶（如FPS酶）起決定性作用；（3）野生黃花蒿在生長過程中，處于花蕾期時(shí)體內(nèi)青蒿素含量最高；（4）研究人員在對(duì)黃花蒿進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的愈傷組織中沒有青蒿素，但是由愈傷組織再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；（5）四倍體黃花蒿體內(nèi)青蒿素的含量比二倍體高38%，但四倍體植株比二倍體植株矮小很多。復(fù)習(xí)與提高P66本題看似是從幾個(gè)選項(xiàng)中選擇一個(gè)即可，其實(shí)并不是如此簡單。出題的目的是考查批判性思維最后階段的技能，即作出決策。有研究者認(rèn)為，批判性思維的目標(biāo)在于作出明智的決定、得出正確的結(jié)論。在作出決策時(shí)，決策者掌握的資料應(yīng)該正確、完整，應(yīng)該能提出替代方案。所以，在解答類似的習(xí)題時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生思考：這些信息夠你作決定用嗎？如果不夠用，你認(rèn)為還需要補(bǔ)充什么信息？哪些信息是你作決定時(shí)參考的關(guān)鍵信息？你作決定時(shí)，考慮備選方案了嗎？題干中列出的五條信息指明的方向，都有研究者在研究，也都有提高青蒿素類藥物產(chǎn)量的可能性。每個(gè)學(xué)生都有自己的思考和見解，應(yīng)該讓他們結(jié)合自己的理解或者假設(shè)的其他條件來進(jìn)行判斷和選擇。3.在章首頁中介紹的體細(xì)胞克隆猴的培育過程中，我國科學(xué)家經(jīng)過多年的反復(fù)試驗(yàn)，可以在10s之內(nèi)對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作，在15s之內(nèi)將體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞里。有評(píng)論者認(rèn)為：該研究的研究者利用“聰明的化學(xué)方法和操作技巧"，攻克了多年來導(dǎo)致體細(xì)胞克隆猴失敗的障礙。培育克隆猴的流程如下圖所示，請(qǐng)結(jié)合圖回答問題。⑴研究人員在將胎猴的體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞前，用滅活的仙臺(tái)病毒進(jìn)行了短暫處理。在此過程中，滅活的仙臺(tái)病毒所起的作用是什么？⑵為了調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，提高胚胎的發(fā)育率和妊娠率，研究人員將組蛋白去甲基化酶Kdmd的mRNA注入了重構(gòu)胚，同時(shí)用組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA處理了它。這兩種物質(zhì)發(fā)揮作用的機(jī)制是什么？復(fù)習(xí)與提高P66誘導(dǎo)細(xì)胞融合。這兩種物質(zhì)都是通過改變組蛋白的表觀遺傳修飾來調(diào)控基因表達(dá)。組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶，該酶能降低組蛋白的甲基化水平；組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA可以抑制組蛋白脫乙酰酶的作用，提高組蛋白的乙酰化水平。3.在章首頁中介紹的體細(xì)胞克隆猴的培育過程中，我國科學(xué)家經(jīng)過多年的反復(fù)試驗(yàn)，可