资源简介

(共34张PPT)
第2章 细胞工程
第3节 胚胎工程
第2课时 胚胎工程技术及其应用
学习目标
1.以文字和图示表示哺乳动物的体外受精和胚胎移植的过程。（科学思维）
2.说明体外受精、胚胎移植和胚胎分割技术在畜牧业生产中的应用。（社会责任）
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
深化拓展·育技能
一、体外受精
1.过程：卵母细胞的采集→卵母细胞的培养→①____________→精子获能→受精→培养液中共同培养。
2.意义：提高动物繁殖能力，为胚胎移植提供可用的胚胎。
精子的获取
自主预习·悟新知
二、胚胎移植
1.概念：指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到②__________________相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
2.原理：同种雌性动物供受体排卵前后，在生殖道中的生理状况相同；早期胚胎未和母体建立联系；受体对外来胚胎基本上不发生③______________；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其④__________不受影响。
同种的、生理状态
免疫排斥反应
遗传特性
3.过程
4.优势：可以充分发挥⑧________________________。
雌性优良个体的繁殖潜力
三、胚胎分割
1.概念：指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。
对象 ⑨__________
方法 机械方法
目的 获得同卵双胎或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有⑩______的遗传物质
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
2.仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
早期胚胎
相同
3.操作程序：选择发育良好、形态正常的 ______________→移入盛有操作液的培养皿中→在显微镜下用分割针或分割刀分割胚胎。
4.注意事项：分割囊胚时要将 __________均等分割。
桑葚胚或囊胚
内细胞团
任务 了解胚胎工程技术及应用
活动1 探究体外受精技术
体外受精技术的基本原理是人工模拟体内环境（包括营养、温度、 等），使卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精作用，得到的胚胎暂时保存或进行移植等。下图为体外受精过程的流程图，讨论并回答下列问题：
合作探究·提素养
1.试管动物技术属于有性生殖还是无性生殖？为什么？
提示 属于有性生殖。其过程是精子和卵子在体外受精，形成受精卵，再将受精卵发育成的早期胚胎移植到受体子宫中。
2.从卵巢中采集的卵子为什么不能与获能的精子直接受精？
提示 卵巢中的卵子不成熟，需培养到 Ⅱ期才具有受精能力。
3.受精过程体现了细胞膜的哪种功能和哪种特性？
提示 受精过程体现了细胞膜的进行细胞间信息交流的功能，精子和卵子的融合利用了细胞膜具有流动性的结构特性。
4.体外受精技术为何能提高优良动物的繁殖能力
提示 体外受精中用到的精子采集自优良品种雄畜，每次采集的精子可与多个卵子受精，提高了精子的利用率；可从屠宰场已屠宰母牛的卵巢中获取卵母细胞，也可从活体母牛输卵管中获取卵母细胞。这样精子和卵子的来源就比较充足。
例1 [2022·衡水期中] 下列说法错误的是( )。
A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤
B.在体外受精前，要对精子进行获能处理，从而使精子具有与卵细胞受精的能力
C.胚胎发育的卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
D.胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→原肠胚→囊胚
D
[解析] 胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚，D错误。
比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点
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、卵子，在体外培养液中完成受精过程
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
知识拓展
对点练1 体内受精、体外受精的共同点是( )。
A.均需在输卵管完成受精 B.均需采集卵母细胞
C.均需采集精液 D.受精前精子均需获能
D
[解析] 体外受精在体外专门的受精溶液中进行，A错误；体内受精不需要采集卵母细胞，B错误；体内受精不需要采集精液，C错误；任何形式的受精作用过程中，精子都需要获能，D正确。
活动2 探究胚胎移植技术
胚胎移植是胚胎工程的核心技术，下图表示胚胎移植的操作流程。请据图思考下列问题。
1.胚胎移植过程中，对供、受体的选择有哪些要求？
提示 供体：遗传性状优良、生产能力强。受体：有健康的体质和正常繁殖能力。
2.怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？
提示 对供、受体母畜用孕激素进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同的生理环境，这是胚胎移植成功的关键。
3.进行胚胎移植时应选择发育到什么阶段的胚胎？
提示 动物的早期胚胎一般在桑葚胚或囊胚阶段进行移植。
4.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？
提示 胚胎移植产生的后代的遗传特性与供体保持一致，受体母畜只提供胚胎发育的场所（子宫）和营养，不影响供体胚胎的遗传特性。
认知生成
试管动物和克隆动物的比较
试管动物 克隆动物
技术基础 体外受精、胚胎移植 核移植、胚胎移植
实例 试管牛 克隆羊多莉
试管动物 克隆动物
过程
续表
试管动物 克隆动物
生殖方式 有性生殖 无性生殖
遗传物质 遗传物质来自两个个体 遗传物质与核供体基本相同
续表
例2 [2022·盐城期中] 牛胚胎移植的主要流程如下，下列相关叙述正确的是( )。
①超数排卵→②配种→③胚胎收集→④____→⑤胚胎移植→⑥子代小牛
A.①过程供、受体母牛都需要处理，目的是获得更多的卵母细胞
B.③过程是以哺乳动物早期胚胎未与子宫建立组织上的联系为前提的
C.④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚阶段
D.⑤过程成功率的高低主要取决于受体的排斥程度
B
[解析] ①过程仅需对供体母牛进行超数排卵处理，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎未与子宫建立组织上的联系，处于游离状态为前提的，B正确；经过④过程可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段，C错误；⑤过程成功率的高低主要取决于供、受体生理状况是否一致，D错误。
胚胎移植中的四个注意点
两次激素使用 第一次：用孕激素对供、受体进行同期发情处理；
第二次：用促性腺激素处理使供体超数排卵
两次检查 第一次：对收集的胚胎进行检查；
第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时间 牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；
小鼠、家兔培养到桑葚胚阶段前；
几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植
繁殖方式 胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；
胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
方法技巧
对点练2 [2022·黄冈期中] 胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序。下列有关胚胎移植技术的叙述，错误的是( )。
A.胚胎移植前需对供体进行激素处理
B.为避免出现免疫排斥，须让受体服用免疫抑制剂
C.胚胎移植前需对胚胎进行遗传学检查
D.胚胎移植后仍需对代孕母畜进行定期检查
B
[解析] 胚胎移植前需对供体和受体使用激素，进行同期发情处理，以保证胚胎移植到相同的生理环境，A正确；受体对移植的外来胚胎基本不会发生免疫排斥反应，不需要让受体服用免疫抑制剂，B错误；胚胎移植前需对胚胎进行遗传学检查，以确保移植的胚胎为正常胚胎，C正确；胚胎移植后仍需对代孕母畜进行定期检查，以确保胚胎的正常发育，D正确。
活动3 探究胚胎分割技术
为提高胚胎的利用率，科学家们又研究了胚胎分割技术，阅读教材，据图回答下列问题：
1.应选择发育到什么阶段的胚胎进行胚胎分割？原因是什么？
提示 桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。桑葚胚阶段尚未出现细胞分化，细胞具有全能性；囊胚阶段的内细胞团具有全能性。
2.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？
提示 内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它将来会发育成胎儿的各种组织，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，含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
3.在胚胎移植前常需要对胚胎进行检测，为什么要对胚胎进行检测？检测什么？应选择什么细胞进行鉴定？为什么选这种细胞？
提示 在胚胎移植时常要选择特定性别且不患遗传病的胚胎，如培养高产奶牛，需要选择发育成雌牛的胚胎。为达到目的，可分别对胚胎进行染色体检测和DNA检测。应选择滋养层的细胞进行鉴定。滋养层细胞以后会发育成胎盘和胎膜，对个体的影响较小。
4.为了获得更多的胚胎，能否把胚胎多分割几份？分割完的胚胎能否直接移植？
提示 不能使胚胎分割的份数过多，因为分割份数越多，移植的成功率越低。分割完的胚胎可直接移植给受体或经体外培养后再移植给受体。
例3 [2022·长沙期中] 下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是( )。
D
A.②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化
B.③代表胚胎分割，需均等分割原肠胚的内细胞团，以免影响胚胎发育
C.④过程是培育优质奶牛必不可少的步骤
D.⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功与供体和受体的生理状态有关
[解析] ②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂和细胞分化，A错误；③代表胚胎分割，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错误；④代表分割后胚胎的恢复过程，并不是培育优质奶牛必不可少的步骤，C错误。
胚胎分割动物与体细胞克隆动物的比较
项目 胚胎分割动物 体细胞克隆动物
相同点 都属于无性繁殖，最终技术是胚胎移植 不同点 胚胎来源 雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传物质 胚胎分割的动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供
起点 经过受精作用形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞
归纳总结
对点练3 [2022·常德质检] 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割的原因是( )。
A.以免影响胚胎的恢复和进一步发育
B.保证遗传物质的平均分配及个体性状完全相同
C.确保胚胎发育后期营养物质的供应
D.防止分割而来的两个个体遗传物质产生差异
A
[解析] 若胚胎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，含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。因此，胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，A符合题意。
随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题。
深化拓展·育技能
（1）应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于______________个体，性别为______。
供体1和供体2
雌性
[解析] 应用1属于核移植技术，供体1主要提供细胞核，供体2主要提供细胞质（有细胞质基因），所以小牛的遗传物质来自供体1和供体2，且性别由供核的良种荷斯坦高产奶牛（雌）决定。
（2）在应用 、 、 中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其______，得到的卵母细胞需要发育至________（时期）才能受精。
获能
期
[解析] 采集到的卵母细胞和精子，要对精子进行获能处理，卵细胞培养至 期，然后才能用于体外受精。
（3）应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将__________均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从________细胞取样做DNA分析。
内细胞团
滋养层
[解析] 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割，对胚胎进行性别鉴定，取滋养层细胞做DNA分析即可。

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