2.3.1胚胎工程理论基础课件高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程：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。P56体外受精、胚胎移植、胚胎分割等操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞工程实质：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理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律技术手段：2.3.1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怎样的？知识回顾曲细精管场所：在雄性动物的

内完成。时期：从

开始到

衰退。精子的形成过程睾丸的曲细精管初情期生殖机能知识回顾卵细胞卵泡卵细胞的形成过程(1)场所：在雌性动物的

内完成。(2)时期：卵巢胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后出生前，卵巢中已有数百万个卵母细胞形成输卵管受精一什么是受精作用？精子与卵子相遇两性原核合并形成合子时开始于精子与卵子的相遇，两性原核合并形成合子时结束指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。1、概念:3、过程:准备阶段受精阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备精卵细胞的识别→细胞膜的功能：进行细胞间信息交流精卵细胞的融合→细胞膜具有一定的流动性2、场所:输卵管受精

P56一精子在附睾中成熟后虽然具备了运动能力，却没有受精能力，需要在雌性的生殖道中，经历一系列生理生化的变化，才能获得受精能力刚刚排出的精子是否有受精能力？

（1）准备阶段1：精子的获能（capacitation）：刚刚排出的精子

立即与卵子受精，必须在

发生相应生理变化后，才能获得

的现象。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。①.方法：直接利用雌性动物生殖道使精子获能；

将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。②.获能液的常见有效成分:有肝素、Ca2+载体等。3、过程：注意：精子获能实质是指精子获得受精的“能力”，而不是获得能量。不能雌性动物生殖道内受精能力③研究意义：实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了基础。1951张明觉Austin刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，只有在雌性生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的现象精子的获能（capacitation）：获能的精子，若重新置于精清中便又失去受精能力的现象。去能（decapacitation）：原因是精清中含有一种能抑制精子获能的物质头颈线粒体鞘尾几种主要家畜的精子示意图P59拓展题1：精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。(细胞核）→遗传物质储存场所→精子运动提供能量成熟精子含有的细胞质很少⑤精子形成②尾的发育③精子头出现④细胞质浓缩①顶体的发生精子的产生细胞核：高尔基体：中心体:线粒体：其它物质：精子头部的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘原生质滴（2）准备阶段2：卵子的准备P573、过程：排卵：卵子（次级卵母细胞）从卵泡中排出，进入输卵管。初级卵母细胞被卵泡细胞包围，形成卵泡。卵子排出后2-3h才能被精子穿入次级卵母细胞在输卵管中发育到减Ⅱ中期，才具有与精子受精的能力(2)准备阶段2-卵子的准备（2）准备阶段2：卵子的准备P573、过程：①卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入。透明带卵细胞膜核第一极体②动物排出的卵子成熟程度不同：

有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；

有的可能是次级卵母细胞，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：输卵管内MⅡ期（2022·全国·高考真题）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是

。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是

；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是

（答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到

时才具备与精子受精的能力。冷冻保存

刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力

肝素或钙离子载体A23187MⅡ期卵子结构图精子入卵的三道屏障：放射冠透明带卵细胞膜（3）受精阶段P573、过程：卵子是哺乳动物体内最大的细胞，直径约140um穿过放射冠发生顶体反应，产生顶体酶，溶解放射冠(3)受精阶段穿过透明带透明带的穿过依赖于顶体反应释放的酶，这些酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带。顶体反应顶体膨大，精子质膜（外膜）和顶体外膜局部融合，出现孔洞，最后破裂，使顶体内储存的与受精有关的酶释放出来，精子可借助这些酶穿过放射冠，透明带顶体反应后，会暴露顶体内膜上面与透明带上的一些受体特异性识别的蛋白（精卵识别），只有相同的物种精子与卵子的透明带能附着。精子与卵细胞膜接触。由于卵细胞膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵细胞接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。穿过卵细胞膜通常只有一个精子能够与卵子结合，完成受精作用。

精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带精子释放多种酶溶解膜外结构

精子接触卵细胞膜透明带反应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

精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核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——雄原核防止多精入卵的两个屏障雄原核雌原核第一极体第二极体（3）受精阶段二

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中期雄原核雌原核第一极体放出的第二极体*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，观察到的两个极体为一个第一极体和一个第二极体；为什么这里有两个极体？不是三个极体？受精阶段受精的标志:

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。已受精已完成受精雌、雄原核靠近受精过程结束后，受精卵的分裂也就开始了核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成两个极体雌雄原核受精标志思考：1.受精卵中的遗传物质一半来自精子一般来自卵细胞吗？受精卵的核基因是精子和卵子各占一半；受精卵的质基因几乎全部来自卵子。受精阶段P57一受精【检测】下列细胞，哪一个为受精的标志（）C防止多精入卵的两道屏障当精子进入透明带并接触卵细胞膜时，卵子发出指令（信号），阻止后续的精子进入透明带的一种生理反应，叫透明带反应。它是受精过程中，防止多精入卵继而造成多精子受精的第一道屏障。当第一个精子进入卵细胞膜后，会立即引起卵细胞膜的紧缩、增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精，这种生理反应称做卵细胞膜反应，是防止多精子受精的第二道屏障。防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么？胚胎早期发育二人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程1、场所:2、过程：输卵管和子宫二受

精

卵桑

椹

胚卵裂1）场所：2）特点：在透明带内项目变化每个细胞体积有机物总量减小减少二胚胎早期发育卵裂①细胞分裂方式是__________

②细胞数目__

___胚胎总体积_________________

③每个细胞具有_______________有丝分裂增加不增加发育的全能性二受

精

卵桑

椹

胚卵裂二胚胎早期发育桑椹胚：细胞数目达到32个，排列紧密，形似桑椹。特点：细胞未分化，具有全能性。桑葚胚桑葚二二胚胎早期发育受

精

卵桑

椹

胚囊

胚卵裂内细胞团囊胚腔滋养层细胞

囊胚1)结构：2)特点：内细胞团、滋养层细胞及囊胚腔３部分。细胞开始出现分化发育成胎儿的各种组织发育成胎膜和胎盘（即内细胞团细胞具有全能性）（可作为胎儿的各种鉴定）胚胎进一步发育扩大，导致

破裂，称为

。透明带孵化孵化：胚胎从透明带伸展出来的过程着床囊胚发育，透明带破裂，孵化，植入子宫腔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细胞桑装胚天发育阶段小鼠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细胞思考.讨论：不同动物受精卵发育的比较讨论1.

表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？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胚胎?如果换成牛又该怎样处理？比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。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。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受

精

卵桑

椹

胚囊

胚原

肠

胚卵裂原肠胚二胚胎早期发育结构外胚层：内胚层：中胚层：表面的细胞层向内迁移的细胞内外两个胚层之间的细胞逐渐分化形成各种组织、器官等。囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。透明带内细胞团囊胚腔滋养层大规模分化原肠胚细胞进一步分化，形成外、中、内三个胚层课堂小结桑葚胚受精卵排列紧密，形似桑葚。每个细胞具有全能性，能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织囊胚原肠胚卵裂细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加内细胞团滋养层个体的各种组织细胞胎盘、胎膜等胚外组织细胞通常含有三个胚层：外胚层、内胚层、中胚层孵化（2025·重庆·高考真题）为保护濒危哺乳动物甲，科研工作者将甲的近亲物种乙（种群数量多）进行了如图所示的研究，下列叙述正确的是（

）A．克隆动物的核基因组来源于甲、乙B．体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精C．囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体D．滋养层可影响内细胞