2.3.2胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第二章細胞工程2.3.1胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用胚胎分割代孕母牛國際良種奶牛：年均產(chǎn)奶量10000公斤左右國產(chǎn)奶牛：年均產(chǎn)奶量3000公斤左右我國奶業(yè)肉業(yè)現(xiàn)狀情境材料一奶業(yè)肉業(yè)海福特肉用牛：2歲體重可達800Kg我國蒙古黃牛：均重300Kg荷斯坦牛蒙古黃牛實際問題①引進一頭良種成年奶牛需3萬---5萬元②一頭牛一胎只產(chǎn)一頭牛犢，一生只生育4、5次科學(xué)發(fā)現(xiàn)牛的生育率雖然很低，但是一頭母牛一生排出的卵細胞約200個左右，卵巢中卵母細胞數(shù)量是它的1000倍（20萬）；公牛平均每次射精5ml,精子數(shù)50億。母牛其實是有很強的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。問題1:那如何實現(xiàn)良種牛快速繁殖呢?試管動物是通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培育發(fā)育為早期胚胎后，再進行移植產(chǎn)生的個體。精子卵子受精卵早期胚胎子宮個體體外受精早期胚胎發(fā)育胚胎移植注意：試管動物=克隆動物拓展：比較試管動物和克隆動物試管動物克隆動物發(fā)育起點生殖方式技術(shù)手段遺傳物質(zhì)遺傳規(guī)律受精卵重組細胞有性生殖

無性生殖體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)、胚胎移植來自2個親代主要來自核供體

遵循

不遵循目錄CONTENTS體外受精1/胚胎移植2/胚胎分割3/體外受精技術(shù)主要包括哪幾個步驟？精子與卵細胞如何完成體外受精？受精卵如何培養(yǎng)？

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1合作探究一：請同學(xué)們自主閱讀教材P60，小組合作思考討論完成問題。

離心的目的是什么？卵母細胞的培養(yǎng)的目的是什么？

一、體外受精《金》P68新知一一、體外受精

體外受精（視頻）01體外受精1.體外受精的步驟卵巢新鮮或解凍的精液MII期卵母細胞獲能精子精子離心處理體外受精受精卵培養(yǎng)主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。卵母細胞的采集精子的獲取受精2.卵巢中采集

體外培養(yǎng)成熟（MⅡ期卵母細胞）

1.從輸卵管中采集的卵母細胞可直接受精

精液由精子和精清兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此在一般情況下，精液中的精子無法獲能。去除精漿，提取純度較高精子(以利于精子獲能)。適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液共同培養(yǎng)（獲能液或?qū)Ｓ玫氖芫芤海┮詸z查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力2.體外受精技術(shù)的意義：提高動物繁殖能力的有效措施為胚胎移植提供可用的胚胎《金》P70例1、例2胚胎移植的概念、移植條件、實質(zhì)、地位是什么？如何進行超數(shù)排卵？目的是什么？胚胎移植的意義。234

1請用文字和箭頭表示出胚胎移植的過程。在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行怎樣的處理?目的是什么？什么是供體和受體？供體和受體的選擇標(biāo)準(zhǔn)是什么？

合作探究二：請同學(xué)們自主閱讀教材P61-62，小組合作思考討論完成問題。

二、胚胎移植《金》P68新知二1.胚胎移植的概念：是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。胚胎來源？體外受精及其他方式得到的胚胎細胞核移植技術(shù)體內(nèi)受精轉(zhuǎn)基因技術(shù)等供體？受體？提供胚胎的個體接受胚胎的個體胚胎移植繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)

產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎①.充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力，縮短供體繁殖周期,增加一生繁殖后代數(shù)量。意義②.作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。朋友，謝啦…2.步驟：供體、受體的選擇和處理配種或人工授精胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存移植后的檢查胚胎的移植閱讀課本P61圖2-23，回答以下問題。1.供、受體選擇標(biāo)準(zhǔn)是什么？3.如何獲得更多卵子？2.需要在胚胎移植前對受體進行怎樣的操作？4.胚胎移植的時期？5.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？6.產(chǎn)下犢牛性狀和性別取決于？7.繁殖方式？8.胚胎移植過程中兩次使用激素，激素作用相同嗎？9.胚胎移植過程中需要進行兩次檢查，分別檢查什么？優(yōu)良供體母牛優(yōu)良公牛（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）受體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）具有優(yōu)良性狀的后代進行同期發(fā)情處理超數(shù)排卵受體發(fā)情發(fā)情配種或人工受精移植胚胎收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查（以牛的胚胎移植為例）正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植1.供、受體選擇標(biāo)準(zhǔn)是什么？2.需要在胚胎移植前對受體進行怎樣的操作？目的：使供、受體生殖器官的生理變化相同,為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。3.如何獲得更多卵子？注射孕激素注射外源促性腺激素：誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子4.胚胎移植的時期？桑葚胚或囊胚期的早期胚胎遺傳特性與供體一致遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強有健康體質(zhì)和正常繁殖能力優(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月后進行另一次移植對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代5、受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？6、產(chǎn)下犢牛性狀和性別取決于？7、繁殖方式？不會性狀：取決于供體母牛和公牛性別：取決于公牛提供的精子類型有性生殖8、胚胎移植過程中兩次使用激素，激素作用相同嗎？不同，第一次是用孕激素對受體和供體進行同期發(fā)情處理；第二次是用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強有健康體質(zhì)和正常繁殖能力優(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月后進行另一次移植對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代9、胚胎移植過程中需要進行兩次檢查，分別檢查什么？兩次檢查。第一次在沖卵后，對胚胎進行質(zhì)量檢查；第二次對受體母畜進行是否妊娠的檢查。討論1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行怎樣的處理？

不一定。一般檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的、有正常孕育能力的其他雌性動物受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。移植前要對受體進行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，才能為胚胎提供相同的生理環(huán)境。討論3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？為什么？

胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受休子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系。其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。討論4.胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認為這樣的概括正確嗎？為什么？

正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并能續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。排卵后，不管是否妊娠，同種動物的供、受體生殖系統(tǒng)的生理變化是相同的。為供體胚胎移入受體提供基礎(chǔ)。早期的胚胎在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，處在游離狀態(tài)。為胚胎收集提供了可能。受體對外來胚胎不發(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、受體達到相同的生理狀態(tài)？胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)小結(jié)《金》P71點撥提升處理：進行同期發(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：《金》P72例3胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系，但不改變遺傳特性。胚胎移植胚胎分割概念，需要什么設(shè)備？胚胎分割的有哪些優(yōu)點和不足？234

1胚胎分割的理論依據(jù)是什么、特點、對象？胚胎分割有什么應(yīng)用？什么時期的胚胎適合分割，分割時需要注意什么？合作探究二：請同學(xué)們自主閱讀教材P62-63，小組合作思考討論完成問題。

三、胚胎分割《金》P68新知三03胚胎分割

P62

1.理論依據(jù)：2.概念：早期胚胎干細胞具有很強的分裂能力，并保持著細胞全能性體視顯微鏡、顯微操作儀

分割針或分割刀無性生殖（克?。┎捎脵C械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份和8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)具有相同的遺傳物質(zhì)體視顯微鏡發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚3.生殖方式：6.分割后胚胎去向：4.儀器和工具：5.胚胎時期選擇：后代遺傳特點：直接移植給受體或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體將內(nèi)細胞團均等分割7.過程：囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團分割針分割針做DNA分析，鑒定性別二分胚內(nèi)細胞團（注意：要均等分割）胚胎移植盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下分割已知性別胚胎牛胚胎性別鑒定和分割示意圖胚胎分割胚胎分割動態(tài)演示胚胎分割8、胚胎分割的優(yōu)點：③在胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。9、胚胎移植的局限性（資料卡）實踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數(shù)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，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題。①可以促進優(yōu)良動物品種的繁殖②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學(xué)研究的寶貴材料練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測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）進行胚胎移植前，要對供體和受體進行免疫檢查，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2.杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，成為受廣大消費者喜歡的綿羊品種?？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）請將圖中括號內(nèi)的內(nèi)容補充完整。（2）為了獲得數(shù)量較多的卵母細胞，可以對雌性杜泊羊進行怎樣的處理?（3）在進行體外受精操作之前，還要對獲得的卵母細胞和精子進行怎樣的處理?體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植可以對雌性杜泊羊進行超數(shù)排卵處理。要對采集到的卵母細胞進行成熟培養(yǎng)，對采集到的精子進行獲能處理?！督稹稰73例4、例5復(fù)習(xí)與提高1.若下圖表示細胞工程操作中的某些過程,請回答下列問題。(1)如果A、B分別是白菜和甘藍的原生質(zhì)體，則C細胞再生出細胞壁后需要通過什么技術(shù)才能發(fā)育成雜種植株“白菜-甘藍”？若白菜和甘藍雜交產(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)

不可育。白菜和甘藍雜交產(chǎn)生的子代沒有同源染色體，進行減數(shù)分裂時聯(lián)會發(fā)生紊亂，不能形成正常的配子，所以該子代一般不可育。(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細胞是小鼠骨髓瘤細胞，則B細胞表示什么？符合要求的C細胞應(yīng)具有哪些特點？B淋巴細胞能大量增殖并能產(chǎn)生抗丙肝病毒的抗體。(3)如果A、B分別是取自優(yōu)良奶牛的卵細胞和精子，在進行體外受精時，一般要把A細胞培養(yǎng)到什么時期？B細胞則要經(jīng)過什么處理才能與A細胞結(jié)合為受精卵？減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)獲能處理二、拓展應(yīng)用北方白犀牛曾經(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?運用這些技術(shù)一定能繁育成功嗎?請說