【课件】胚胎工程的理论基础课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

一、胚胎工程的理论基础

本节聚焦:胚胎形成经过了哪些过程？受精和早期胚胎发育的基本过程是什么？第3节胚胎工程从社会中来P56优质牛的大量繁殖灰绿色

“雪花散落般的油花，大理石美丽的纹理”市场上顶级的A5见岛雪花和牛肉每100克售价高达2000～5000元。雪花和牛肉1头普通牛1年产奶量不到1吨，而1头中国荷斯坦奶牛1年一般可以产出10-15吨牛奶。中国荷斯坦奶牛

牛自然繁殖的速度太慢，不能满足生产需要。科学家们致力寻找各种方法提高牛的数量。你会如何

利用下表的数据来培育大量优质的牛呢？母牛一生产仔：4-5头排出卵：200个卵巢储存卵>20万个公牛一次精子5mL，精子数50亿！体外受精、胚胎移植等一胚胎工程概

念

是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律

在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。1.工程实质：2.理论基础：二受精作用胚胎工程理论基础1、概念:2、场所:3、过程：指精子和卵子结合形成合子

(即受精卵)的过程。输卵管受精前的准备阶段受精阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备

最初，人们收集到的精子、卵子在模拟输卵管环境下进行体外受精，一直不能成功，原因....（2）获能的方法直接利用

使精子获能；将精子培养在

中使其获能；二受精作用胚胎工程理论基础准备阶段1：

精子获能（1）机理：

刚排出的精子

（“有”或“无”）受精能力，

必须在雌性动物生殖道内发生相应相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段雌性动物生殖道人工配制的获能液生物种类不同成分有差异；常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。无（3）研究精子获能机制的意义：实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为___

__________的建立奠定了基础。体外受精技术张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。1951年发现“精子获能”现象，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。准备阶段1：精子获能头颈线粒体鞘尾*不同种动物精子的形态相似，大小略有不同与动物的体型大小无关（4）成熟精子结构（细胞核）（中心体）顶体（高尔基体）思考：精子的结构特性与其功能有什么相关性？线粒体鞘→精子运动提供能量；头部→遗传物质储存场所精子的变形过程③精子头出现④细胞质浓缩①顶体的发生②尾的发育⑤精子形成

知识延伸准备阶段2：卵子的准备（1）卵子一般在排出______后才能被精子穿入。（2）动物排出的卵子成熟程度不同：

有的可能是______________，如马、犬等

有的可能是______________，如猪、羊等（3）卵子成熟的场所：

排出的卵子都要在__________进一步成熟。（4）卵子具备与精子受精能力的时期：

.2-3h初级卵母细胞次级卵母细胞输卵管内

MⅡ期具备受精能力的卵子结构透明带卵细胞膜核第一极体二受精阶段①精子穿越卵细胞膜外的结构(如透明带等)精子头部释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构②精子接触卵细胞膜，精子入卵透明带反应透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内卵细胞膜反应是卵细胞防止多精入卵的两道屏障！！二受精阶段③雌、雄原核形成雄原核雌原核放出第二极体第一极体

精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。

同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核。

自然状态下，“排卵”其实排出的是

（“卵母细胞”或“卵细胞”），并在输卵管中成熟（时期：

），等待受精...若不能受精，则保留此状态约48小时后死亡。MⅡ中期二受精阶段④雌雄原核融合，形成合子(受精卵)

雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。

受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。受精的标志:

PK受精完成的标志：观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）或观察到雌雄原核。雌雄原核融合，形成合子。已受精已完成受精多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。(P58相关信息）受精卵遗传物质的来源：核遗传物质精子和卵细胞各提供一半而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞思考受精阶段下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子()C透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体牛刀小试二早期胚胎发育1、场所:2、过程：原肠胚输卵管和子宫受精卵卵裂桑葚胚囊胚原肠胚卵裂（1）概念：

胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。（2）场所：透明带内。（3）分裂方式：有丝分裂（4）特点：细胞数量

，胚胎总体积

_________

每个细胞体积___________DNA总数目__________

每个细胞的核DNA数目_____有机物总量_____，有机物种类_____不断增加并不增加不断减小不断增加不变减少增加二、胚胎早期发育受精卵→桑葚胚原因：卵裂期胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少二早期胚胎发育受

精

卵桑

椹

胚囊

胚原

肠

胚卵裂2.桑葚胚特点：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞(胚胎干细胞)。卵裂+桑葚胚囊胚（1）概念：

胚胎进一步发育，细胞开始出现____，形成________、______；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有____的囊腔—______，这个时期的胚胎。分化内细胞团滋养层液体囊胚腔（2）特点：细胞开始出现分化（3）结构内细胞团：滋养层：囊胚腔发育成胎儿的各种组织将来发育成胎膜和胎盘*内细胞团细胞具有全能性二、胚胎早期发育（4）孵化：

囊胚进一步扩大，会导致_______破裂，胚胎从_______中________的过程。透明带伸展出来透明带孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育孵化孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育4.原肠胚

________后，将发育形成______；

原肠胚表面的细胞层为_______，向内迁移的细胞形成_______；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成_______；

这三个胚层将_________________________；囊胚孵化原肠胚外胚层内胚层中胚层逐渐分化形成各种组织、器官等不同动物受精卵发育的比较

不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)动物种类受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚天发育阶段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑葚胚绵羊36~38424867~72963~416细胞猪21~5151~6666~7290~110110~1142~2.54~6细胞马2430~3650~607298~1066囊胚牛27~4244~6546~9096~120120~1444~58~16细胞从社会中来

讨论1：表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段24讨论2：将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的？如果换成牛又该怎样处理？

小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植；

牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8-16细胞阶段进