人教版教学人教版高中生物选修3胚胎工程_1

1、会计学1人教版教学人教版高中生物选修人教版教学人教版高中生物选修3胚胎工胚胎工程程_1 我们知道,在自然状态下,一只母羊一胎只能生出12只羊羔,而一头母牛一生只能生育45头仔牛,繁殖率很低; 而在畜牧业生产(即养猪、牛、羊等)上,我们需要大量、快速、高效的繁殖那些产肉率、产奶率高的优质牲畜,怎么办呢?-借助胚胎工程! 什么是胚胎工程? -查书P59.了解. 胚胎工程: 就是在动物体外对发生在动物体内的自然受精过程和胚胎发育过程进行人工模拟操作. 显然,要实施胚胎工程,就必须知道发生在动物体内的自然受精过程和胚胎发育过程是怎样的. 我们知道受精就是精、卵结合为受精卵。对此,你们可能已略知一二.

2、那么,动物的精子和卵细胞是怎样形成的?精子的来历: -查书P6162文、图,并结合自身实际和回忆有关减数分裂等知识,快速回答以下问题:1.精子产生的场所:_.2.精子产生的起、止时期(指的个体生长发育期):_.3.精子最初来自于身体的哪种细胞?_;睾丸(精巢)的曲细精管精原细胞 4.精原细胞是经过哪三个阶段、发生了哪些变化才形成精子的?_. (注意:精细胞的细胞核和三种细胞器-高尔基体、线粒体、中心体分别变为精子的哪个部分?_.这些变化有何生理意义?_.)细胞核 -高尔基体-中心体 -线粒体 -细胞内的其他物质-头部的主要部分顶体(在头部)尾尾基部的线粒体鞘膜球状的原生质滴精细胞:精子:精原细

3、胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子M第一阶段第二阶段第三阶段M1.精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形!精原细胞经过有丝分裂产生多个初级精母细胞。初级精母细胞经减数分裂形成含有单倍染色体的精子细胞。细胞核变为精子头部的主要部分；高尔基体发育为头部的顶体；中心体演变为精子的尾；线粒体形成线粒体鞘膜；其它物质浓缩成原生质滴（球形）提示：2.一个初级精母细胞经过减数分裂后形成_个精细胞.3.注意:精细胞经过_而成为精子.变形卵子的形成过程:-查书P6263.回答以下问题:1.卵子的发生场所是_.2.卵子的发生的时间(指动物的个体发育时期) 是开始于_(还未出生时!).显然,从发生时间

4、上比较,卵子要远远_(选:早于;晚于)精子.3.卵子最初来源于_细胞.4.关于“卵泡”: 一个卵泡由_个_细胞和包围在它外面的一层体积很小形状扁平的_细胞组成.(初级卵泡的发育在动物出生后暂时停止,直至性成熟时才继续发育-经过减形成1个次卵母和1个第一极体,人类的次级卵母停留在减中期,并从卵泡中排出.胚胎期性别分化以后1初级卵母卵泡卵巢和输卵管5.一个初级卵母细胞经过减数第一次分裂后形成_个_卵母细胞和一个第一极体,再经过减数第二次分裂后形成_个卵子和_个第二极体.(有的第一极体不分裂) 6.排卵是指_(选:卵子;卵泡)从_(选:卵泡;卵巢)中排出.(接着进入输卵管). 但是,刚排出的卵是成熟

5、的卵子吗?_,它实际上是_. 它在何处进一步成熟?_具备受精能力的卵子所处的时期?_何时完成减数第二次分裂而形成卵子?_7.受精作用发生在雌性动物的什么部位?_.1次级13卵子卵泡不是次级卵母细胞(甚至是初级卵母细胞)受精时输卵管输卵管减中期9.受精作用完成的标志是_.(即卵黄膜)(由卵丘细胞组成)8.卵细胞的结构(注意:细胞膜外面还有透明带,放射冠)透明带和卵黄膜之间出现两个极体. 透明带:是围绕在哺乳动物卵细胞外的一层透明的非细胞性物质，其主要生化成分为糖蛋白。卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞M第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失M排卵前后完成!在受精过程

6、完成!被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿期的性别分化后完成卵子的发生:卵子的形成过程:精子与卵子的发生比较场场 所所开始开始时间时间细胞增殖方式细胞增殖方式子细胞子细胞数目数目是否是否变形变形重要区别重要区别精精子子睾丸睾丸初情初情期以期以后后先有丝分裂先有丝分裂后减数分裂后减数分裂 4 4个精个精子细胞子细胞变形变形哺乳动物卵哺乳动物卵泡的形成和泡的形成和在卵巢内的在卵巢内的储备是在出储备是在出生前完成的；生前完成的；而精子是从而精子是从初情期开始初情期开始的的卵卵子子卵巢卵巢和和输卵管输卵管性别性别分化分化以后以后先有丝分裂先有丝分裂后减数分裂后减数分裂 1 1个卵个卵细胞细胞,3,3个极体个极

7、体不变不变形形受精作用-快速浏览P63倒1段-66的文图.注意以下问题: 1.受精作用的过程包括哪两个阶段,每个阶段各发生了什么事件?2.什么是“精子获能”?3.只有达到哪个分裂阶段的卵细胞才能具备受精能力?5.受精作用的场所是哪里?4.受精时,精子要先后穿过卵细胞的哪几道“障碍”?即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。提示:1.受精过程的两个阶段:2.受精阶段的过程:精卵相遇,精子精子穿过放射冠精子穿过透明带(透明带反应)精、卵的细胞膜接

8、触、融合(卵黄膜的封闭作用)精子进入卵内精子变为雄原核,并刺激卵子进行减数第二次分裂形成雌原核雌、雄原核融合(两组核染色体合为一组)形成合子顶体反应提示:受精过程的要点:1.精子在受精前必须_.精子获能的地点是_,作用是.2.在受精过程中,精子连续突破放射冠和透明带两道障碍都是依靠精子的哪些部分?_.3.防止多个精子进入卵中受精的两道屏障分别是_和_.(排他性!)4.卵子是在什么时候才彻底完成第二次减数分裂的?_.透明带反应卵黄膜的封闭作用顶体等雌性动物的生殖道里受精时获能5.受精作用完成的标志是_.透明带和卵黄膜之间出现两个极体.这两个极体分别是_第一、第二极体各一个6.受精的意义: 维持每

9、种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要.胚胎发育-查书P6667,研读图38,回答:1.胚胎发育是指由_(起点)发育为_的过程.2.早期胚胎发育的过程可分为哪个阶段?卵裂(形成桑椹胚)-囊胚-原肠胚-三胚层的分化.3.卵裂期(即合子进行细胞分裂)的场所是_,这一时期的特点有:细胞分裂的方式是_,胚胎的细胞数量_,每个细胞的体积_,胚胎的总体积_. 经过卵裂所形成的桑椹胚大约有_个细胞.这个时期的细胞是否具有全能性?_;是否分化了?_.4.哪个时期胚胎中的细胞开始了初步分化?_囊胚5.解释:内细胞团(!),滋养层细胞.二者将来各发育为什么?_6.囊胚腔位置:_7.“

10、胚胎的孵化”?_8.哪个时期的胚胎分化形成了内、中、外三个胚层(即细胞层)?_原肠胚9.原肠腔的位置?_10.原肠胚的三个胚层不断分裂、分化,逐渐发育成胎儿.受精卵：最初发育在输卵管进行有丝分裂。卵裂期：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。桑椹胚：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。囊胚（内含囊胚腔）：内细胞团：发育成胎儿各组织;滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘原肠胚（内含原肠腔） 该图显示了早期胚胎发育的那几个阶段?_.在卵裂期:细胞分裂方式为_.细胞数目_.胚胎总体积_或略有_.每个细胞体积_.每个细胞的DNA数目_.有机物总量

11、_.1哪个时期胚胎中的细胞的全能性最高?_桑椹胚2.哪个时期胚胎中的细胞开始初步分化?_囊胚提示:3.显然,若进行胚胎移植,应选择_或_时期的胚胎,以提高成功率.Why?_.桑椹胚囊胚受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胚层分化形成胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔动画:胚胎发育受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚

12、层内胚层胚胎发育:练 习 1.卵裂期的特点(注意看图)细胞分裂方式为_细胞数目_胚胎总体积_或略有_每个细胞体积_每个细胞的DNA数目_有机物总量_有丝分裂增加不增加缩小减小不变减少2下列不是精子、卵子发生的区别的是（ ） A、初级精母、卵母细胞的形成时间 B、MI和MII的时间连续性 C、成熟生殖细胞是否经过变形 D、成熟生殖细胞中染色体的数量31个卵泡可以形成的卵子数目是（ ） A、1个 B、2个 C、3个 D、4个4卵子的成熟部位和受精部位正确的是（ ） A、卵巢 卵巢 B、卵巢 输卵管 C、输卵管 输卵管 D、输卵管 子宫DAC5下列哪项正确的表达了牛胚胎的发育顺序( ) A配子一受精

13、一合子一胚一卵裂 B合子一胚一胎儿一幼体一成体C合子一卵裂一 桑椹一囊胚一原肠胚一胎儿D精卵细胞形成一受精一合子一胎儿一出生6.哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是( )A细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大B细胞的数目增多，有机物含量大增C每个细胞的DNA含量不断增加，全能性增高D逐渐出现了原肠腔，并有了胚层的分化CA7有一个卵原细胞中含有A与A/、B与B/两对同源染色体，它形成的含AB的配子有( ) A1个 B0或1个 C2个 D4个B8关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是( ) A桑椹胚的各细胞结构功能基本相同 B囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C囊胚期细胞分化是由于遗

14、传物质突变引起的 D囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的c9以下关于桑椹胚的说法不正确的是( )A胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹B每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性C良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性D是由受精卵经有丝分裂产生的 c 10.在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明( ) A原肠胚末期出现

15、了组织和器官的形成B细胞是全能的 C原肠胚末期出现了细胞分化D原肠胚已出现了三个胚层c 体外受精和 早期胚胎培养- 试管动物采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图1.卵子的收集和培养 对不同动物,采取卵母细胞的方法不同 进行体外受精需要人工获取母畜的卵子和雄畜的精子,这分别是怎样做的?冲卵法:用促性腺激素处理母畜,促使其超数排卵,并从其输卵管里冲取卵子,直接和获能精子在体外受精采集法: 从已被屠宰的母畜的卵巢里采集卵母细胞,经体外人工培养后,再

16、与获能精子体外受精2.精子的收集和获能 2)精子获能的方法: 培养法：啮齿动物、 家兔和猪化学法：牛、羊1)收集精子的方法: 假阴道法,手握法和电刺激等3.体外受精 在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程胚胎的早期培养:什么是试管动物? -见P69的T1T3.思考回答: 1.试管牛的哪些阶段是在试管中完成的? _. 2.培育试管牛要利用哪些重要的生物技术? _. 体外受精;动物细胞培养;胚胎移植体外受精;早期胚胎发育(如卵裂) 显然,要进行体外受精,就需要人工获取动物的卵细胞和精子并且让二者在动物的体外结合. 这些分别是如何操作的呢? -快速选择查阅P6972.查书、思考回答: 1.为了促使

17、雌性动物超数排卵,要给该动物注射_激素(该激素是由谁分泌的?作用于谁?有何作用?_). 2.我们知道只有获能的精子才能和卵子结合,为了使采集的精子在体外获能,通常采用的方法有_法和_法.其中的化学诱导法所使用的化学药品是_.培养化学诱导肝素或钙离子载体A23187溶液促性腺4.体外受精后形成的早期胚胎需要在发育培养液里进行培养,培养液的成分应包括_等.5.不同动物的胚胎移植的时间不同,但一般最迟都应在_之前,原因是_.囊胚期水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等细胞有较高的全能性3.体外受精是在_溶液或专门的_溶液中完成的; 一般的,与精子结合的卵细胞是处于_时期的细胞

18、.减中获能溶液专用的受精溶液(一)胚胎工程技术包括哪些? 1.体外受精 2.胚胎移植 3.胚胎分割 4体外生产胚胎技术 5.胚胎干细胞培养(二)目前应用较多的是哪些? 胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。查书P74,了解以下内容: 胚胎移植是怎样进行的？(三)胚胎移植？-P74 1.概念: 将雌性动物体内的早期胚胎(或者通过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,使之发育为新个体的技术。选择供体母牛(良种!)受体母牛同期发情处理超数排卵(!)供体公牛(良种)配种冲卵(收集胚胎)质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）2.胚胎移植的基本程序(以牛为例)

19、:思考: 怎样使供体和受体母牛同期发情?(1).胚胎的来源是： 雌性动物体内的早期胚胎(?)或体外受精 及其他方式得到的胚胎。(2).供体是指：提供胚胎的动物个体,必须是良种.(3).受体是指：接受胚胎的动物个体,必须是良种吗?_.(4).受体动物的必备条件-和供体“二同”:同种;生理状态相同。 3.注意:在胚胎移植中: (5).对于已收集的胚胎若不能直接移植入受体内,则应放入_中保存.-196的液氮中(超低温).液氮罐1)加速育种工作和品种改良； 2)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(为什么?),缩短繁殖周期,增加其一生中繁殖的后代数量.3)大量节省购买种畜的费用；4)一胎多产；5)保存品

20、种资源和濒危物种；4.胚胎移植的现状和意义5.胚胎移植能够成功的生理学基础有哪些?1)供体和受体有相同的生理状态；2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能；3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变。6.思考与讨论: (1)、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前、后所处的生理环境保持一致？ 答案：应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到一致，这是胚胎移植成功与否的关键。(2)、有人说: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(其余未变). 你认为这样的概括正确吗？ 正确!胚胎移植的基本程序:（1）

21、供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工受精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（5）移植后的检查（1）对供体、受体进行选择供体： 遗传性能和生产性能优秀的个体；受体： 健康和正常繁殖能力的个体处理： 同期发情具体做法： 注射相关激素。（2）采集卵母细胞方法： 超数排卵具体做法： 注射促性腺激素（3）配种或人工受精精子来源： 同种优良的雄性动物。（4）胚胎的收集 在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。 （5）对胚胎进行质量检查 （6）胚胎的保存或移植 （7）胚胎的移植方法一：手术法具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二：

22、非手术法将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛胚胎分割二、胚胎分割 -阅读课本P78-79，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程1.概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。胚胎分割移植的显微操作2.胚胎分割的特点： 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。 显然,通过胚胎分割技术培育出的后代,其遗传物质相同吗?_; 通

23、过胚胎分割技术繁殖后代的方法应属于_(有性生殖;克隆或无性繁殖.)3、理论基础: 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。 进行胚胎分割的胚胎应是_或_时期的胚胎; 被平分的胚胎仍然能够发育成新个体,这说明胚胎里的细胞具有_4、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。6、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。7、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须要将囊胚中的_均等分割. 为什么?_内细胞团原因：内细胞团具有全能性,将来发育为胎儿的

24、各种组织. 其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养. 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，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题.7、操作注意事项： 胚胎分割的份数越多，操作的难度会越_，移植的成功率也越_。 早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。8.胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还

25、存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。ABA血液直接不相通,靠胎盘联系.-阅读课本P80-81，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。三.胚胎干细胞一.什么叫干细胞: 提示: 是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有分裂、分化为各种组织、器官和人体的潜在功能.二.干细胞可分为: 全能干细胞： 万能干细胞： 多能干细胞（只能产生一族密切相关的细胞): 专能干细胞（只能产生一种细胞）： 受精卵骨髓中的造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞胚胎干细胞肠上皮干细胞 从受精卵到个体的发育：全能，万能

26、，多能，专能 ,不能.三.胚胎干细胞： 1.概念 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎(卵裂、桑椹胚、囊胚期)或原始性腺中分离出来的一类细胞，能分裂、分化成各种组织器官. 原始性腺:原始性腺又称为原始生殖腺，由原始生殖细胞(在胚胎的外胚层里)迁移分化而来，最终发育成雌性或雄性生殖腺. 2.胚胎干细胞的特点: （1）形态： 体积_,细胞核_,核仁_； （2）功能： 具有发育的_,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞; （3）在体外培养的条件下，ES细胞可以只_而不_.对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。小大明显全能性增殖发生分化 3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？（

27、1）治疗人类的某些顽症。 利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。 在培养液中加入分化诱导因子,可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化（“定向分化”）.C附 录在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿过放射冠。几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成