【课件】胚胎工程的理论基础 2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第6课时第2章

细胞工程胚胎工程的理论基础人教版选择性必修31.能简述受精前精子和卵子的准备以及受精过程2.能简述胚胎早期发育的过程及其主要特点1.截至2018年3月，北方白犀牛仅剩两头雌性，难以通过自然繁育产生后代。2.研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。你能想出什么方法来拯救北方白犀牛，扩大其种群数量呢？【提问】2024/1/22

胚胎工程是指对生殖细胞、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。1.操作对象：生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞。2.技术种类：体外受精、胚胎移植、胚胎分割。3.工程实质：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。4.理论基础：一、胚胎工程的理论基础所有生命的开始，都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？1.精子的发生2.卵子的发生3.受精作用受精卵囊胚4.胚胎发育能简述受精前精子和卵子的准备以及受精过程任务1：阅读教材P56-57页的“准备阶段”，思考以下问题：目标一（1）受精前精子和卵子分别要做哪些准备？为什么需要做这些准备？

（2）请推测在进行体外受精操作时，需要对精子和卵母细胞进行怎样的处理？1.受精前的准备（1）精子获能①原因：刚排出的精子不能立即与卵子受精。②场所：雌性动物的生殖道。③其他获能方法：将精子培养在获能液中使其获能，获能液的有效成分有肝素、Ca+载体等。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（2）卵子的准备①原因：动物排出的卵子成熟程度不同，可能是初级卵母细胞（如马、犬等），可能是次级卵母细胞（如猪、羊等）。②成熟场所：输卵管。③成熟时期：MⅡ期。任务2：阅读教材P57页绘制受精过程的流程图，并解释受精过程依次发生的生理变化【提示】获能后的精子与卵子相遇精子触及卵细胞膜精

子入卵雌、雄原核形成雌、雄原核结合，形成受精卵释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构卵细胞膜外的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也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内精子：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还大的核，叫作雄原核卵子：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂II，排出第二极体后，形成雌原核雌雄原核的结合是受精完成的标志1.受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？【提示】在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。然后,精子入卵。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。其意义在于保证子代细胞中染色体数目正常。【思考与讨论】2.如何判断卵子是否受精？【提示】为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。【思考与讨论】注意说明（1）雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞的基础上形成的新核（2）对于受精标志和受精完成的标志应该区分开。

受精的标志：是第二极体的形成或雌、雄原核的形成。

受精完成的标志：是雌、雄原核形成合子。

受精过程的完成，标志着受精卵发育的开始能简述胚胎早期发育的过程及其主要特点任务1：阅读教材P58页，归纳胚胎早期发育各阶段的主要变化及特点目标二【提示】受精卵卵裂期桑葚期囊胚原肠胚①在透明带内进行有丝分裂，②细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，③不发生分化,细胞都具有全能性致密的细胞团，细胞未分化①细胞开始分化，形成内细胞团和滋养层，②出现囊胚腔；③孵化细胞进一步分化，逐渐形成三个胚层原肠胚受精卵2024/1/22哺乳动物的胚胎早期发育的场所是输卵管和子宫。卵裂桑椹胚囊胚原肠胚二、胚胎早期发育2024/1/221.卵裂（1）场所：透明带内。（2）分裂方式：有丝分裂。（3）特点：细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加。每个细胞体积不断变小，DNA总数目不断增加，每个细胞的核DNA数目不变，有机物总量减少，有机物种类增加。2.桑椹胚（1）概念：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。（2）特点：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。2024/1/223.囊胚（1）概念：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，形成内细胞团（将来发育成胎儿的各种组织）、滋养层细胞（将来发育成胎膜和胎盘）；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。（2）孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。2024/1/224.原肠胚

囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。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中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。任务2：阅读教材P59“不同动物受精卵发育的比较”，完成思考讨论题：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细胞几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?【提示】比较而言马的际脸进入于官时，发有程度最高，它处于囊胚阶段。【思考与讨论】【提示】小银应选择至少发育到桑找胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然一平可在8-16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发有到囊胚阶段的胚胎进行移植。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胚胎?如果换成牛又该怎样处理?3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础?请结合所学习的内容举例说明。【提示】胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发有规律的基础上实现的。人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使郭母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试