胚胎工程（第一课时）课件高二下学期生物人教版选择性必修3

【本节聚焦】1.胚胎形成经过了哪些过程?2.受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的?第1节胚胎工程的理论基础第二章

细胞工程我国奶牛单产水平低。高产

奶牛的引进价格昂贵牛的生育率很低。

一头母牛

每年只能产一胎，每胎生一

个牛仔，每胎产2个牛仔的情

况比较少见，一头母牛一生

大约生育四五次。①核移植技术进行克隆②可以通过体外受精、胚胎分割等胚胎工程技术获得

多个良种奶牛胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。讨论：你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢?什么是胚胎工程呢

从社会中来从社会中来操作对象胚

胎

工

程

：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。技术手段目的操作水平

→主要集中在细胞水平上工程实质

→

体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行模拟操作2

.

场所：哺乳动物的输

卵

管内。准备阶段1:精子获能

「准

备阶段

-3.过

程

：

准备阶段2:卵子的准备受精阶段

一、受精1.概

念

：

精

子

与

卵

子

结

合

形

成

合

子

(

即

受

精

卵

)

的

过

程

。细胞膜的功能：进行细胞间信息交流细胞膜具有：一定的流动性

一、受精1.准备阶段I——

精子获能刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，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，这一生理现象称为“

精

子

获

能

”。

(1)精子获能的方法①

直接利用雌性动物的生殖道②

培养在人工配制的获能液，常见

有效成分有Ca²+

载体、肝素等。驾羊猪精子获能实质是指精子获得受精"能力",而不是获得能量。→

顶体(高尔基体)头(细胞核)颈线粒体鞘尾(中心体)细胞核高尔基体一细胞质-线粒体成熟精子的结构(2)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，为体外受精技术的建

立奠定了基础。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，为哺乳动物体

外受精奠定了理论墓础。由于他在体外受精和胚胎移植研

究中作出的重大贡献，被人们誉为"试管婴儿"的先驱。

一

、受

精精细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，为什么细胞核和线粒体都保留下来?

这说明了什么?细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程

。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。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生荐和运动提供能量。顶体(高尔基体)头(细胞核)颈线粒体鞘尾(中心体)绵羊马

一

、受精细胞核高尔基体细胞质线粒体牛猪

一、受精2.准备阶段Ⅱ

—

—卵子的准备卵子一般排出2-3小时后才能被精子穿入，不同动物排出的卵子成熟程度不同。初级卵母细胞

次级卵母细胞

具备受精能力的卵子结构卵原细胞

透明带发

育

—卵细胞膜—核(纺锤体—染色体复合物)马、犬排卵

猪

、羊排卵

第一极体马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞排出的卵子要在输卵管

内发育到MⅡ

(中)期时，才

具备与精子受精的能力。透明带是包裹在卵母细胞外的一层基质，就像蛋壳，化学本质是糖蛋白，

由卵细

胞或其他细胞分泌。1、可保护卵母细胞和早期胚胎；2、保护人类卵子和精子间的识

别，防止

其他物种精子进入；3、当精子与透明带结合后，可以发生反

应更利于精子钻入卵子；4、当一个精子进入后，透明带会阻止其

他精子再进入。透明带变薄或者缺失，会表现为不孕，

可以采用显微注射方式来改善卵子的正常受精率，获得更多可利用胚胎，提高妊娠几率。放射冠透明带

一、受精精子卵子精子释放多种酶溶解膜外结构精子触及卵细胞的瞬间，

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

—雄原核受精的标志

一、受精3.受精阶段雄原核—雌原核精子穿越卵细胞膜外

的结构，如透明带精子接触卵细胞膜透明带反应精

子入

卵卵细胞膜反应精子形成雄原核、卵子完

成减数分裂Ⅱ,

释

放第二极防止多精入卵的两

个屏障第一极体

第二极体体，

形

成雌原核受精的标志≠受精完成的标志!

受精的标志：观察到两个极体或雌雄原核?

受精完成的标志：雌雄原核的融合形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成受精完成的标志受精的标志雌、雄原核靠近

核膜消失形成合子受精过程结

束

后，受精卵的分

裂也

就开始了两个极体雌雄原核

一

、受

精雄原核第二极体雌原核第一极体精子穿过卵细胞外结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄原核

;卵子释放第二极体

后，形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力卵子完成减数分裂Ⅱ发生场所?输卵管发生时间?精子入卵激活后刚排出的精子必需在雌

性动物的生殖道发生相

应生理变化后，才能获

得受精能力，这一现象

称为

“精子获能”精子获能的方法：利

用雌性动物的生殖道

;将精子培养到获能

液

(Ca²+载体、肝素

等)中使其获能一、受精受精前的准备

受精精子获能

卵子准备

课堂练习1.观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：核

第一极体

第一极体a

生长(

b

C①

p

q

③

第二极体④(1)图中a

、b

、c表示细胞分裂，依次为有丝分裂、减数分裂I

、

减数分裂Ⅱ

在精子与卵子结合过程中完成的分裂是C

_(填“a""b"或“c”)。图中的p、q表

示的结构依次是

透明带、卵细胞膜

。c过程发生的场所为

输卵管

0(2)卵子成熟后，即可进行受精，判断卵子受精的标志是可以观察到两个

极体(或观察到雌、雄原核)。②(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫精子获能

。卵子

一

般排出后都要在

输卵管

中进

一

步

成熟，当达到

减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)

时，才具备与精子受精的

能

力

。(1)写出图中字母表示的结构名称。a.

透明带

,b.

雄原核，c.

雌原核

。(2)该过程发生的场所是

输卵管，能

体

现受精作用实质的是图中的

④

过

程

。核，放射冠a

①卵细胞膜第一极体④第一极体

第二极体3.下图为哺乳动物受精过程示意图，请据图回答下列问题。

课堂练习合子精子|③②

二、胚胎早期发育合作探究二：请同学们自主阅读教材P⁵8,小组合作思考讨论完成问题。1.胚胎发育的场所在哪里?2.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段?

3.发育的每个阶段各有什么特征?4.

桑葚胚5.

囊胚内细胞团滋养层4细胞期8细胞期6.

植入人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程精核卵核一2.

受精卵1.

排卵

卵巢3.

卵裂2细胞期1.场

所

：哺

乳

动

物

的输

卵

管

和

_子2.分

裂

方

式：有

丝

分

裂3

.

过程：2细胞期精核卵核一受精桑葚胚囊胚内细胞团滋养层宫4细胞期8细胞期

二、胚胎早期发育排卵卵巢卵2细胞

4细胞

8细胞

桑葚胚

囊胚

原肠胚受精卵→桑葚胚

项目

变化细胞数目

增加②场

所

：在透明带内③特点：细胞数量

不断增加胚胎总体积并不增加3.过

程

：受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚胚胎的总体积每个细胞体积DNA总量每个细胞内的DNA总量

二、胚胎早期发育(1)卵裂(期受精卵①

时期：不增加减小

增多

不变囊胚原肠胚有机物总量

减少卵裂期①概念当卵裂产生的子细胞数目达到32个，逐渐形成

致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑

二、3.过

程

：受精卵2细胞胚4细胞胚w8细胞胚桑葚胚人囊胚山原肠胚葚

胚

。②特点这一阶段及之前的

每个细胞都具有发

育成完整胚胎的潜

能

，属

于全能细胞。罔

恶

笛

1罔恶笛日罔恶笛≥罔脚粉罔(2)桑葚胚胚胎早期发育◎桑葚胚桑葚合

益合益用罔恶笛|1罔恶凿日罔恶凿≥罔脚糊罔槲囊胚腔透明带发育成滋养层(沿透明带内壁扩展和排孵

化

：囊胚进一步扩大会导致透明带破

裂破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。(3)囊胚特点：细胞开始分化

结

构

：

二、胚胎早期发育口

的

名(聚集在胚胎一端的

细胞)具有全能性3.过

程

：内细胞团发育成子日三重1的闲的亦(4)原肠胚

出现胚层分化外胚层：表面的细胞层原肠胚

内胚层：向内迁移的细胞中胚层：内外两个胚层之间外

胚

层

-内胚层原肠腔滋养层3.过

程

：受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚囊胚原肠胚合

益罗恶笛

|

1罔恶笛日罔恶笛≥罔脚粉罔

二、胚胎早期发育逐渐分化形成各种

组织、器

官等的

口二、胚胎早期发育全能细胞

细胞分化孵化继续

幼

出生

分化

体

发育受

精

卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑葚胚一

囊胚

原肠胚内细胞团

外胚层卵

裂

期

囊胚腔

内胚层(原肠腔)胚胎发育个体发育滋养层细胞中胚层A

性

成

熟

个

体动物种类受精卵发育/h进入子宫时发育

天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑棋胚天发育阶段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑棋胚山羊24~3848~607272~9696~120410~16细胞绵羊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细胞思考

·讨论：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)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

二、胚胎早期发育动物种类受精卵发育/h进入子宫时发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑棋胚天发育阶段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑棋胚山羊24~3848~607272~9696~120410~16细胞绵羊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?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，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。

二、胚胎早期发育思考

·讨论：不同动物受精卵发育的比较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。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

和胚胎早期发育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，才使卵母细胞能在体外成

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

管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。

二、胚胎早期发育(1)写出各个阶段的名称：

A

B

C

A:_

桑葚胚

,B:

囊胚

,C:

原肠胚

O(2)写出图中各标号的名称：②

内细胞团

,④

囊胚腔

,⑤

外胚层

⑧

内胚层

O(3)A时期的细胞具有

全能

性，B

时期开始出现

细胞分化

,C时期开始

出现

胚层分化

o(4)②将来发育成

胎儿的各种组织1.图2-3-6表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：

课堂练习O精子穿过卵细胞

外结构精子接触卵细胞精子入卵称为雄原

核；卵子释放第二

极体，形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失课堂小结卵裂精子获能雌性动物

的生殖道

或培养到

获能液(肝

素或Ca²+

载体)中受

精

前

的

准

备

→

受

精

—

→

受

精

卵

→

桑

葚

胚—

→囊胚原肠胚滋养层胎盘、胎膜等胚外组织细胞卵子准备MⅡ期

具备受

精能力内细胞团组成个体

的各种组

织细胞每个细胞能

发育成组成

个体的任何

细胞类型及

胚外组织细胞在透明带内

分裂，胚胎总体

积并不增加外胚层

内