高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第十二單元 胚胎工程

第十二單元

細(xì)胞工程第3節(jié)

胚胎工程目錄任務(wù)二簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)任務(wù)一簡(jiǎn)述受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程導(dǎo)入生活中的生物學(xué)北方白犀牛是最瀕危的哺乳動(dòng)物。2018年3月，該物種僅剩兩頭雌性，在此之前，科研人員設(shè)法保存了北方白犀牛的精子。請(qǐng)應(yīng)用胚胎工程的知識(shí)，設(shè)計(jì)方案拯救北方白犀牛。雄性北方白犀牛雌性北方白犀牛獲取精子超數(shù)排卵精子獲能成熟培養(yǎng)獲能精子MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精受精卵胚胎早期發(fā)育桑葚胚或囊胚期胚胎移植代孕牛妊娠孕育北方白犀牛使用說(shuō)明：學(xué)生先自行完成方案設(shè)計(jì)，教師再做評(píng)價(jià)補(bǔ)充。任務(wù)一簡(jiǎn)述受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程受精受精前的準(zhǔn)備桑葚胚受精卵囊胚原腸胚活動(dòng)1用概念圖表示受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程使用說(shuō)明：學(xué)生先自行完成方案設(shè)計(jì)，教師再做評(píng)價(jià)補(bǔ)充。任務(wù)一簡(jiǎn)述受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程受精精子獲能受精前的準(zhǔn)備卵子準(zhǔn)備MⅡ期具備受精能力雌性動(dòng)物的生殖道或培養(yǎng)到獲能液(肝素或Ca2+載體)中精子穿過(guò)卵細(xì)胞外結(jié)構(gòu)精子接觸卵細(xì)胞膜精子入卵形成雄原核；卵子釋放第二極體，形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失桑葚胚受精卵每個(gè)細(xì)胞能發(fā)育成組成個(gè)體的任何細(xì)胞類型及胚外組織囊胚原腸胚卵裂細(xì)胞在透明帶內(nèi)分裂，胚胎總體積并不增加孵化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層胎兒的各種組織細(xì)胞胎盤、胎膜等胚外組織細(xì)胞外胚層內(nèi)胚層中胚層活動(dòng)1用概念圖表示受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程使用說(shuō)明：學(xué)生先自行完成方案設(shè)計(jì)，教師再做評(píng)價(jià)補(bǔ)充。任務(wù)一簡(jiǎn)述受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程辨別受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程的圖像任務(wù)一簡(jiǎn)述受精及胚胎早期發(fā)育過(guò)程活動(dòng)2

思考、分析并回答問題1.受精、胚胎早期發(fā)育的場(chǎng)所分別是哪里？2.防止多精入卵的屏障是什么？受精的標(biāo)志是什么？3.卵裂期的特點(diǎn)、細(xì)胞分裂方式、有機(jī)物總量、種類？4.什么時(shí)期的細(xì)胞具有發(fā)育全能性，什么時(shí)期開始細(xì)胞分化？受精：輸卵管

胚胎早期發(fā)育：輸卵管、子宮第一道屏障：透明帶反應(yīng)（精子接觸卵細(xì)胞膜瞬間）第二道屏障：卵細(xì)胞膜反應(yīng)（精子入卵后）受精的標(biāo)志：觀察到雌、雄原核或兩個(gè)極體細(xì)胞數(shù)量增多、胚胎總體積不變；有絲分裂；有機(jī)物總量減少、種類增加桑葚胚及之前的細(xì)胞具備發(fā)育全能性；桑葚胚以后開始細(xì)胞分化形成囊胚期的滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)?；顒?dòng)1根據(jù)體外受精的過(guò)程圖，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的文字流程圖

任務(wù)二

一般情況下，可以將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于專用的受精溶液（或適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液）中共同培養(yǎng)一段時(shí)間，來(lái)促使它們完成受精。意義（1）提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施（2）為胚胎移植提供可用的胚胎簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)活動(dòng)2用文字流程圖表示胚胎移植的過(guò)程任務(wù)二優(yōu)良公牛優(yōu)良供體母牛(遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng))超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植受體母牛(有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力)進(jìn)行同期發(fā)情處理受體發(fā)情移植胚胎對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)使用說(shuō)明：以試管牛的培育為例，說(shuō)明胚胎移植只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，試管牛的培育屬于有性生殖，但進(jìn)行胚胎移植得到的動(dòng)物不一定屬于有性生殖。桑葚胚或囊胚活動(dòng)3思考討論問題任務(wù)二1.什么是同期發(fā)情處理？2.同期發(fā)情處理的目的是什么？3.超數(shù)排卵的目的是什么？

利用某些激素（一般用孕激素）人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進(jìn)程，使之在預(yù)定時(shí)間內(nèi)集中發(fā)情。

使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。

使一頭母畜一次排出比自然情況下多許多的成熟卵子，用于配種或者人工授精，可獲得多枚胚胎，經(jīng)胚胎移植可得到多個(gè)后代。簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)活動(dòng)3思考討論問題任務(wù)二4.如何進(jìn)行超數(shù)排卵？5.什么是胚胎移植？6.經(jīng)胚胎移植培育得到的動(dòng)物一定屬于有性生殖嗎？用外源促性腺激素處理供體母牛，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)胚胎移植是指將通過(guò)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(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。不一定。移植的胚胎可來(lái)自轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等，其中核移植得到的重構(gòu)胚屬于無(wú)性生殖。使用說(shuō)明：教師強(qiáng)調(diào)“不能使用性激素進(jìn)行超數(shù)排卵，原因是性激素過(guò)多使用會(huì)導(dǎo)致性腺萎縮且不能達(dá)到超數(shù)排卵的目的”。任務(wù)二簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)雄性北方白犀牛雌性北方白犀牛獲取精子超數(shù)排卵精子獲能成熟培養(yǎng)獲能精子MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精受精卵胚胎早期發(fā)育桑葚胚或囊胚期胚胎移植代孕牛妊娠孕育北方白犀牛胚

胎分

割多枚基因相同的胚胎胚

胎移

植問：若想要獲得遺傳性狀相同的多頭北方白犀牛，可該采取什么措施？活動(dòng)4描述胚胎分割過(guò)程任務(wù)二簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)a.提高胚胎

率，促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖。b.產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代，作為遺傳學(xué)研究的寶貴材料。c.胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病

篩查，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別，繁育健康動(dòng)物后代具有重要意義。利用意義使用說(shuō)明：教師需強(qiáng)調(diào)分割囊胚期胚胎時(shí)，二、四、八等分應(yīng)如何在圖中表示?；顒?dòng)5分析、討論問題任務(wù)二1.選擇什么時(shí)期的胚胎進(jìn)行胚胎分割？2.分割囊胚期的胚胎時(shí)要注意什么？3.為什么取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行分析和鑒定？選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。

均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞，若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。①避免損傷內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來(lái)自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)注意任務(wù)二簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)（1）分割要均等。分割囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)時(shí)，一定要均等，若分割不均，會(huì)導(dǎo)致含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育。（2）分割份數(shù)不能過(guò)多。分割的份數(shù)越多，每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)越少，作為囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞所受的影響會(huì)越大，而且難以做到均等分割。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會(huì)越大，移植后胚胎的恢復(fù)和發(fā)育的難度越大，移植成功率越低。目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。（3）同一胚胎經(jīng)分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，該過(guò)程中沒有減數(shù)分裂、有性生殖細(xì)胞的形成、有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無(wú)性繁殖或克隆。

思維拓展任務(wù)二簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植、胚胎分割技術(shù)項(xiàng)目胚胎分割動(dòng)物體細(xì)胞核克隆動(dòng)物相同點(diǎn)不同點(diǎn)胚胎的來(lái)源遺傳物質(zhì)起點(diǎn)都屬于無(wú)性繁殖或克隆，最終技術(shù)是胚胎移植雌性動(dòng)物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎通過(guò)核移植技術(shù)獲得的重構(gòu)胚胚胎分割動(dòng)物具有相同的遺傳物質(zhì)，兩個(gè)親本提供的核遺傳物質(zhì)一樣多克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)主要由供體細(xì)胞核提供經(jīng)過(guò)受精作用或其他方式形成的一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過(guò)核移植技術(shù)形成的一個(gè)細(xì)胞內(nèi)容小結(jié)使用說(shuō)明：學(xué)生總結(jié)胚胎工程的概念，再構(gòu)建概念圖胚胎工程：是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)后產(chǎn)生后代，以滿足人類的各種需求。

胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。1.源于選擇性必修3P56“相關(guān)信息”：使精子獲能的方法有直接利用雌性動(dòng)物的生殖道使精子獲能；將精子培養(yǎng)在人工陪配制的獲能液中使精子獲能等。獲能液的成分因動(dòng)物種類不同而有所差異，常見的有效成分有肝素、Ca2+。2.源于選擇性必修3P58“相關(guān)信息”：多數(shù)哺乳動(dòng)物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會(huì)形成兩個(gè)第二極體。在實(shí)際胚胎工程操作中，常以觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精蛾標(biāo)志。教材拾遺3.源于選擇性必修3P62“相關(guān)信息”：超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排除比自然情況下更多的成熟卵子。4.源于選擇性必修3P62“思考·討論”：受體會(huì)不會(huì)對(duì)來(lái)自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥？

答案：不會(huì)5.源于選擇性必修3P62“思考·討論”：胚胎移植實(shí)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。教材拾遺課堂訓(xùn)練1.(2020·山東卷)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚，通過(guò)胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得C解析：A.促性腺激素對(duì)雌性動(dòng)物進(jìn)行超數(shù)排卵處理，可獲得多枚卵子，正確；B.精子受精前要精子獲能，正確；C.選擇桑葚胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行胚胎移植；錯(cuò)誤D.可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞，正確。所以選擇：C2.(2019·江蘇卷，29)利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細(xì)胞中，然后通過(guò)核移植技術(shù)培育基因編輯豬，可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。如圖為基因編輯豬培育流程，請(qǐng)回答下列問題：(1)對(duì)1號(hào)豬使用

處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在

時(shí)期的卵母細(xì)胞用于核移植。(2)采集2號(hào)豬的組織塊，用

處理獲得分散的成纖維細(xì)胞，放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是

。(3)為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行

。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來(lái)自于

號(hào)豬。(4)為檢測(cè)病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號(hào)豬并正常表達(dá)，可采用的方法有

(填序號(hào))。①DNA測(cè)序②染色體倍性分析③體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析④抗原—抗體雜交促性腺激素MⅡ胰蛋白酶維持培養(yǎng)液的pH胚胎分割2①④解析：(1)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對(duì)供體母豬注射促性腺激素，使其超數(shù)排卵。用于核移植的卵母細(xì)胞通常處于減數(shù)第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋