人教版 (2019)选择性必修3胚胎工程教案配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修3胚胎工程教案配套课件ppt，共64页。PPT课件主要包含了情境材料一，情境材料二，体外受精，体外受精小结，胚胎移植，胚胎移植小结，胚胎分割等内容，欢迎下载使用。
关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展。（社会责任）
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）
简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。（生命观念）
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg
我国蒙古黄牛：均重300Kg
①引进一头良种成年奶牛需3万---5万元②一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次
牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml,精子数50亿。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。
问题1:那如何实现良种牛快速繁殖呢?
试管动物:是指通过人工操作使卵细胞在体外受精，培养发育为早期胚胎后，在进行移植生产的个体。
试管牛的工厂化生产（视频）
问题2:试管牛(动物)”是指什么？“试管牛”是如何生产的？
试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精，经培育发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
注意：试管动物 = 克隆动物
体外受精技术主要包括哪几个步骤？
精子与卵细胞如何完成体外受精？受精卵如何培养？
合作探究一：请同学们自主阅读教材P60，小组合作思考讨论完成问题。
卵母细胞的培养的目的是什么？
去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
提高动物繁殖能力的有效措施
为胚胎移植提供可用的胚胎
（三）比较自然受精、人工授精和体外受精：
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
(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
①提高动物繁殖能力的有效措施；
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
问题3:体外受精获得的胚胎怎么发育成个体?
胚胎移植的概念、移植条件、实质、地位是什么？
如何进行超数排卵？目的是什么？胚胎移植的意义。
请用文字和箭头表示出胚胎移植的过程。在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?目的是什么？
什么是供体和受体？供体和受体的选择标准是什么？
合作探究二：请同学们自主阅读教材P61-62，小组合作思考讨论完成问题。
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
遗传性状优良，生产能力强
有健康体质和正常繁殖能力
供体与受体为同种且生理状态相同
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
胚胎工程的最后一道“工序”
胚胎移植主要包括①_____、_____的选择和处理，②_____或人工授精，③胚胎的_____、_____、培养和保存，④胚胎的移植，以及⑤移植后的_____等步骤。
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。
使他们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后不会发生免疫排斥反应。
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
问题1:什么是同期发情处理？
问题2:同期发情处理的目的是什么？
问题3:如何进行超数排卵？
问题4:超数排卵的目的是什么？
问题5:冲卵的目的是什么？
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
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。
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。
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。
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代
问题6:将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗?如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?
不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
问题7:受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?
基本上不会（免疫排斥）
问题8: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?
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。因为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。
问题9: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?
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，并能继续发育。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。
排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。
（1）该过程中两次使用激素：
（2）该过程中的两次检查：
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
问题10:你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？
胚胎分割概念，需要什么设备？
胚胎分割的有哪些优点和不足？
胚胎分割的理论依据是什么、特点、对象？胚胎分割有什么应用？
什么时期的胚胎适合分割，分割时需要注意什么？
合作探究二：请同学们自主阅读教材P62-63，小组合作思考讨论完成问题。
1978年，科学家将小鼠的桑椹胚一分为二，获得了成功。1979年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割法，并相继得到1/4和1/8分割胚胎后代。
我国的胚胎工程专家也进行了分割胚胎移植的实验研究，成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚胎分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。
采用机械方法将早期胚胎（桑葚胚或囊胚）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。
发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
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。
注：分割囊胚时，要将内细胞团均等分割
对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。
选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。
问题1:为什么要取滋养层细胞进行分析和鉴定？
选取滋养层细胞。 因为内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。而滋养层细胞将来发育成胎儿的胎盘和胎膜，只为胚胎提供营养；同时滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
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。
（五）胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的联系
步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精
胚胎分割的概念：对早期胚胎切割
胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质
胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植
体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎
胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内
胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义
一、概念检测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，苴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。 ( )
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。
(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?
可以用促性腺激素对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(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?
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。
(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？
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。
1．如图是受精过程部分图解，据图分析下列叙述错误的是（ ）
A．精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是子宫B．当精子③与3接触的瞬间，精子①就不能进入2C．当精子②入卵后，精子③就不能进入卵内D．在2中观察到两个极体的现象可作为受精的标志
2．下列有关体外受精及胚胎早期发育中“能”的理解，错误的是（　　）
A．精子获能是指刚排出的精子获取能量的过程B．卵巢中排出的卵子在输卵管或体外培养到MⅡ期才具备受精的能力C．卵细胞膜和膜外的透明带都能防止多精入卵D．胚胎没有和母本建立联系前，所含总能量逐渐减少
3．软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者（Hh），希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法不正确的是（ ）
A．注射促性腺激素促进超数排卵处理后进行体外受精B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型C．根据检测结果筛选到基因型为hh的胚胎的概率为1/4D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
4．南京农业大学等的研究人员利用混合体细胞核移植技术成功克隆出苏淮猪“龙凤胎”。该技术的基本流程是：①选取4头猪，其中苏淮猪和二花脸猪每个品种中公、母各一头，分离其体细胞并冷冻保存；②从其他母猪卵巢中获得卵母细胞，在体外进行成熟培养后去除其细胞核，再将①中两个品种、不同性别猪的复苏体细胞分别注射到卵母细胞中形成重构胚，最终，每个品种的每个性别培育了大约250个胚胎，共计1000多个胚胎；③将这些胚胎混合移植到5头大白母猪输卵管内，最终成功生下了14头苏淮小猪，但没有获得二花脸猪。下列有关叙述错误的是（ ）
A．实验时，不需要给苏淮母猪注射促性腺激素，但通常需要给大白母猪注射孕激素B．从卵巢中获得的卵母细胞需要培养到 MⅡ期，对其去核时常采用显微操作法C．克隆出的苏淮猪的性别、遗传物质均只与提供体细胞的苏淮猪有关D．没有获得二花脸猪的后代，可能与其胚胎发育时竞争能力较弱有关
5．对牛的生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行显微操作和处理可以获得目标个体， 以满足人类的各种需求。下列相关叙述正确的是（ ）
A．体外受精前，从卵巢中采集的卵母细胞需培养到MⅡ期B．体外受精时，精子和卵子需在获能液中处理以获得能量C．胚胎移植前，供受体母牛需用促性腺激素进行超数排卵D．胚胎分割时，需将原肠胚的内细胞团均等分割再体外培养
6．2023年9月7日法新社报道：中国科学家首次成功地在猪胚胎中培育出含有人细胞的肾脏。科学家利用基因编辑技术敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因、从而在胚胎相应位置创造出一个空位并添加人类多能干细胞来填补这个空位，最终培育拥有人细胞且功能正常的肾脏，下列相关叙述错误的是（ ）
A．敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因引起的变异属于基因突变B．早期胚胎培养需在CO2培养箱中进行，培养液含有糖类、血清等物质C．为获得更多胚胎，可通过注射促性腺激素促使母猪超数排卵D．该研究的突破，为解决器官移植中供体短缺问题带来了曙光
7．体外受精和胚胎移植都是医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术，相关叙述正确的是（ ）
A．从卵巢采集的卵母细胞可以直接用于体外受精B．可以用子宫液、子宫内膜提取液等在体外培养精子使其获能C．经过胚胎移植产生的后代，其进传特性与受体保持一致D．进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应
8．2017年，科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋，并用它来孕育早产的羊羔。羊羔在此“人造子宫”中待了4周。足月后，研究者发现，它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。下列分析错误的是（ ）
A．大塑料袋中的电解质溶液必须具备适宜的温度和酸碱度B．“人造子宫”内的电解质溶液即羊羔的内环境，羊羔可从中获取营养和O2C．“人造子宫”也需及时更新电解质溶液以确保养料的供应和废物的排出D．电解质溶液除水和电解质外，还需包含羊羔生长的营养物质和生长因子等
9．下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是（　　）
A．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体B．目前利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高C．培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质D．胚胎移入前要对受体注射免疫抑制剂以减弱或消除排斥反应
10．为了降低对国外奶牛种质的过度依赖，提高优良母牛的扩繁速度成为关键，而试管牛技术产业化则可以有效解决这一难题。如图是试管奶牛的生产流程示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．①是核移植技术，反映了动物细胞核具有全能性B．从优良母牛中采集卵母细胞，通常用冲洗子宫采卵方法C．在过程①中精卵识别阶段时，卵细胞正处于减数第二次分裂后期D．进行过程②胚胎移植前，需取囊胚的滋养层细胞进行性别鉴定
11．我国科学家成功构建了具有高比例胚胎干细胞的活产嵌合体猴。如图所示，研究人员将4CL体系下培育的、可表达绿色荧光蛋白的供体猕猴的胚胎干细胞（简称4CL干细胞）注射至与其遗传信息不同的猕猴胚胎中，并最终得到嵌合体猴。下列叙述正确的是（　 　）
A．体外培养至原肠胚阶段再进行移植可能更利于产生嵌合体猴B．桑葚胚阶段注入的4CL干细胞会与其他胚胎细胞发生融合C．嵌合囊胚中的滋养层细胞将发育为嵌合体猴的各种组织D．嵌合体猴中仅部分位置能发出绿色荧光是基因重组的结果
12．阿拉伯马原产于阿拉伯半岛，该马对世界上许多优良马种的形成起着重要作用。下列措施不可以加快阿拉伯马优良品质遗传的是（　　 ）
A．注射孕激素以超数排卵B．将囊胚的内细胞团均等分割C．使用去核卵母细胞促进体细胞核全能性的表达D．将体外得到的早期胚胎移入受体子宫内
13．肉牛作为典型的大家畜，世代间隔长、繁殖效率低，育种数据收集难度大。在传统的胚胎工程技术之上，我国利用高密度基因芯片和肉牛全基因组选择育种技术育成新品种“华西牛”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．采集到的精液可在液氮环境中长期保存B．利用高密度基因芯片可快速筛选具有优良性状的华西牛胚胎C．为了提高繁殖效率，华西牛胚胎应移植到良种母牛的子宫中D．利用胚胎分割技术，可对华西牛进行性别鉴定和遗传检测
14．荷斯坦奶牛的产奶量高，科研人员采用体外受精、胚胎分割和胚胎移植技术提高良种荷斯坦奶牛的繁殖率。下列叙述不合理的是（ ）
A．进行体外受精时需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理B．体外培养早期胚胎细胞时，需定期更换培养液以便清除细胞代谢物C．胚胎移植前，取内细胞团进行DNA 分析鉴定性别以获得雌性胚胎D．胚胎移植技术的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
15．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和避免器官移植后免疫排斥反应具重要意义。下图为治疗性克隆的示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①是核移植，需要在显微镜下通过PEG诱导二者融合B．用合成培养基进行过程②时需严格控制其化学成分，还需加入天然成分C．进行过程②时需将培养皿置于含有95%O₂和5%CO₂的气体环境中D．若将图中获得的组织器官分别移植给个体A、B，都不会发生免疫排斥反应
16．某女性患有一种罕见的线粒体基因控制的遗传病，为让她能够生出一个健康的宝宝，医生采用了一种新的技术手段。他们将一位健康女性的卵细胞除去细胞核，与患病女性卵细胞的细胞核进行重组处理，得到重组细胞后，再运用试管婴儿技术培育出一个健康的婴儿。根据以上信息判断，下列相关叙述错误的是（　　）
A．患者所生的婴儿同时带有三个亲本的遗传物质B．这种培育新生儿的操作，可以有效避免单基因遗传病的发生C．试管婴儿培育过程中， 需要的核移植技术中去核方法，一般采用显微操作法D．试管婴儿培育过程中，需要在体外培养到桑葚胚阶段，移入到母体子宫内继续发育
17．世界上首次成功克隆非人灵长类动物“中中”和“华华”在我国诞生，它们的基因都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。下列说法正确的是（ ）
A．为便于操作，需要对卵母细胞染色后，再采用显微操作法去除细胞核B．利用猕猴胎儿的细胞成功培育出克隆猴，体现了动物体细胞的全能性C．该培育过程中要用到体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术D．用克隆动物作疾病模型，能使人们更好追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病
18．如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，错误的是（ ）
A．为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析B．细胞A一定是受精卵C．为了获得更多的胚胎，采用胚胎分割技术，属于无性生殖或克隆D．对胚胎进行分割后得到的个体性别相同
19．“筛选”是生物工程中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是（　　）
A．单倍体育种时，需要对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养B．制备单克隆抗体时，需要从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞C．胚胎移植前，需要对来自供体母牛子宫内的胚胎进行质量筛查D．胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割
20．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，目前仅剩两头雌性个体，在此之前，研究人员设法保存了少量白犀牛精子用于拯救该物种。下列说法正确的是（ ）
A．可利用人工授精、胚胎移植等无性繁殖技术培育北方白犀牛的试管动物B．可利用雌性北方白犀牛体细胞核移植技术进行克隆，得到多头子代后让其自行繁衍C．可利用两头雌性个体的体细胞两两融合，再经胚胎培养培育出新个体D．可在体视显微镜下进行内细胞团的均等分割以获得同卵双胎或多胎的北方白犀牛