高中生物 第3章 第1节 动物的胚胎发育和胚胎工程同步备课课件 苏教版选修3.ppt

教师用书独具演示 课标解读1 简述哺乳动物胚胎发育的基本过程 2 简述胚胎工程的原理和技术 3 举例说出哺乳动物胚胎工程的应用 教学地位胚胎工程研究的重点内容包括体外受精 胚胎体外培养 胚胎移植 胚胎分割 胚胎冷冻保存等技术 对这些技术的考查常在高考试题中出现 以某哺乳动物的胚胎研究的流程图或示意图为载体 考查相关技术手段等 教法指导本课时是概念性很强的理论课 比较枯燥乏味 可采用问题串的教学方法即层层设疑 步步为营 一个疑团接着另一个疑团 学生在积极思考开动脑筋的过程中主动学习 通过诱导 构建知识框架 并与以前的知识点有机结合 学生觉得新知识并不陌生 只是旧知识的一个延伸 如学生对 借腹怀胎 现象的讨论 既联系了实际 又可以让学生运用所学知识 展现才华 新课导入建议1 课件展示世界和我国首例试管婴儿图片 提出问题 1 资料上用到了什么生物技术 2 试管婴儿和母亲正常怀孕 生产的过程有何异同 学生思考 留下悬念 引出试管动物技术 并通过图文和实例介绍试管动物技术 强调试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精 并通过培养发育成早期胚胎后 再经移植产生后代的技术 2 自然情况下 牛的生育率很低 一般一头母牛每年只能产一头小牛 但通过现代科技手段 可以使一头良种的母牛一年内产下数十头良种小牛 现代技术手段是如何进行操作的呢 这就是胚胎工程技术 教学流程设计 演示结束 哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用 睾丸 支持细胞 动物性成熟 精子 初级卵母细胞 卵巢 输卵管 次级卵母细胞 输卵管 获能 附睾 子宫 输卵管 受精能力 输卵管分泌物 透明带 细胞膜 遗传物质 卵细胞膜 多个精子受精 次级卵母细胞 细胞核 细胞核 受精卵 哺乳动物胚胎发育的基本过程 受精卵 桑葚胚 原肠胚 受精卵 桑葚胚 囊胚 胚胎 胚胎工程的主要技术与应用 体外受精 胚胎移植 分割 生殖 受精卵 胚胎发育学 精子 卵子 受精过程 温度 初级卵母细胞 精子获能 受精作用 受精 早期胚胎 品质资源 胚胎移植 转基因 早期胚胎 人工授精 生理状态 繁殖能力 改良 发情 同期发情 普通母牛 显微手术 一枚胚胎 体内或体外 同卵多生 性别控制 早期胚胎 降温 超低温 地域 引种过程 人们的愿望 性别 性别 提示 卵子需在体外人工模拟输卵管环境进行培养使其成熟 精子在体外需做获能处理 以获得受精能力 2 进行胚胎移植时 代孕母牛要用药物进行同期发情处理 3 胚胎分割时最好选用发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 4 胚胎分割时 份数越多 得到的后代就越多 提示 胚胎分割的份数越多 每一份的细胞数会越少 恢复和发育的难度会越大 移植成功率会降低 得到的后代数就减少 精子和卵子发生的比较 问题导思 精子和卵子是怎样产生的 其过程有哪些特点 比较精子和卵子产生过程的异同 精讲精析 初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的 而初级卵母细胞是在胎儿期完成的 精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的 卵子产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞 在精子和卵子的结合过程中完成减数第二次分裂 精子需精细胞变形为蝌蚪状 卵子不需要变形 成熟的精子和卵子经过减数分裂形成 其染色体相当于亲本体细胞数目的一半 答案 d 受精作用和胚胎发育的基本过程 问题导思 受精过程有何特点 胚胎发育的过程如何 各时期有何特点 1 受精作用的过程 1 精子的成熟和获能 精子在附睾中成熟 成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力 此过程叫获能 2 卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟 到减数第二次分裂中期时 才具备受精能力 3 受精过程 第一阶段 细胞膜融合 过程 精子获能 精子穿过透明带 精卵细胞膜结合 第二阶段 卵细胞完成减数分裂是受精的标志 透明带发生变化不再接受其他精子进入 次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 第三阶段 精卵核融合 2 哺乳动物胚胎发育的基本过程 1 概念 指受精卵发育成幼体的过程 包括桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化和胚体形成等主要阶段 2 早期胚胎发育的几个阶段 胚胎工程的主要技术与应用 问题导思 胚胎工程的主要技术有哪些 有哪些应用 胚胎工程的主要技术怎样操作 1 体外受精技术 1 基本原理 人工模拟体内环境 包括营养 温度 ph等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 2 操作对象 哺乳动物的精子和卵子 3 操作目的 获得受精卵 进一步获得胚胎 4 操作环境 生物体外试管中 5 操作步骤 卵母细胞的采集和培养第一种方法 对于实验动物如小鼠 兔和家畜如猪 羊等 进行卵母细胞采集时 可先用促性腺激素处理 使其排出更多的卵子 然后在适当的时间从输卵管冲取卵子 并使其直接与获能的精子在体外受精 第二种方法 从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢 再从卵巢中采集卵母细胞 第三种方法 直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞 叫活体采卵 需借助超声波探测仪 内窥镜或腹腔镜等工具 精子采集的具体方法 主要分为假阴道法 手握法和电刺激法 精子获能的处理方法 在体外受精前 必须先对精子进行获能处理 受精 获能的精子和培养成熟的卵子 一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 2 胚胎移植 1 概念理解 操作对象 受精卵或早期胚胎 供体 在胚胎移植中提供胚胎的个体 a 职能 产生具有优良遗传特性的胚胎 b 要求 具有优良遗传特性 受体 在胚胎移植中接受胚胎的个体 a 职能 完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务 b 要求 与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物 实质 生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 地位 是胚胎工程的最后一道工序 2 胚胎移植的基本程序 以牛为例 对供 受体的选择和处理 供体牛选择遗传性能和生产性能优良的个体 而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力 供体牛一般为引进的优良个体 受体牛为本地牛 用促性腺激素进行同期发情处理 用激素对供体母牛做超数排卵处理 对供体注射促性腺激素 促进排卵 选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精 多个卵子与多个精子结合形成多个受精卵 受精的部位在输卵管 受精卵 卵裂 早期胚胎 胚胎收集 特制的冲卵装置从母体子宫中冲出胚胎 胚胎质量检查 此时的胚胎处于桑葚胚期或囊胚期 胚胎移植或保存 保存条件 196 的液氮 胚胎移植操作方法 手术法和非手术法 对受体母牛进行是否妊娠的检查 体内孕育 产下胚胎移植的牛犊 3 意义 进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 在这项技术中 供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎 繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代 这就大大缩短了供体本身的繁殖周期 同时 在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 使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍 3 胚胎分割 1 概念 用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚 四分胚甚至八分胚 经体内或体外培养后植入受体 以得到同卵双生或同卵多生后代的技术 2 定位 动物无性繁殖或克隆的方法之一 3 材料 发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 4 工具 分割针或分割刀 显微操作仪和实体显微镜 5 囊胚期分割要求 内细胞团均等分割 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 6 胚胎分割的基本过程 将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中 在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎分割开 或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开 分割的胚胎或细胞直接移植给受体 或在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体内 着床发育产仔 7 意义 加快繁殖速度 8 存在问题 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的 到目前为止 最常见的是经分割产生的同卵双胎 而同卵多胎成功的比例很小 审题导析 通过对胚胎移植定义的描述 重点考查了胚胎移植的生理学基础 解答本题的关键是充分理解生理学基础及其提供的便利条件或意义 精讲精析 雌性哺乳动物发情排卵后 不管是否妊娠 在一段时间内 同种动物生殖器官的生理变化是一样的 此外必须强调是在一段时间内 答案 d 结论语句1 胚胎工程的研究对象主要针对高等脊椎动物 2 受精过程的完成 标志着胚胎发育的开始 3 桑葚胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能 属于全能性细胞 原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段 4 进行胚胎移植的供体和受体必须是处于相同生理状态的同种动物 5 胚胎分割是采用显微手术的方法将早期胚胎分割成两份或多份 获得同卵双胎或多胎的技术 1 关于受精作用 下列说法错误的是 a 受精作用发生在输卵管中b 受精前精子和卵子已经完成减数第二次分裂c 精子与卵子的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白d 精子进入卵子后 发生卵黄膜封闭作用阻止其他精子的进入 解析 精子和卵子结合过程中次级卵母细胞才完成减数第二次分裂 答案 b 2 2013 徐州高二检测 下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 a 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成b 卵 卵裂 原肠胚 胚层分化 胚体形成c 受精卵 囊胚 原肠胚 幼体d 受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成 解析 卵裂发生在透明带内 至孵化完成结束 而孵化发生在囊胚期 故囊胚的一段时期属于卵裂期 a项错误 而受精卵经卵裂形成32个左右细胞的时候 形似桑葚 称为桑葚胚 所以其发育顺序为受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成 答案 d 3 2013 江苏高考 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 希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子 下列做法错误的是 a 首先经超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 根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎d 将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫 解析 由题意知 夫妻基因型均为hh 健康人的基因型为hh 通过胚胎工程技术生育孩子时 应先体外受精 且对胚胎的基因型进行检测 若为hh基因型 应在胚胎发育至8 16个细胞时期进行移植 答案 d 4 下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述 错误的是 a 对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理b 人工授精后的一定时间内 收集供体原肠胚用于胚胎分割c 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎d 一次给受体母羊植入多个胚胎 可增加双胞胎和多胞胎的比例 解析 哺乳动物在发情排卵后 不管是否妊娠 在一段时间内 同种动物的供体与受体的生殖器官的生理状态是相同的 这就为供体的胚胎移入受体体内提供了相同的生理环境 所以要对供体和受体进行同期发情处理 a项正确 收集胚胎时应收集处于桑葚胚或囊胚期的胚胎 所以b项错误 利用胚胎分割技术获得的两个胚胎实质上来自于同一个受精卵的有丝分裂 因此可以获得两个基