【生物】胚胎工程的理论基础课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课堂导入良种荷斯坦奶牛我国对奶类的总需求量很大，但我国奶牛的单产水平并不高。而引进一头外国高产成年奶牛往往需要数万元。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。讨论1.能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢?动物体细胞核移植技术进行克隆课堂导入良种荷斯坦奶牛我国对奶类的总需求量很大，但我国奶牛的单产水平并不高。而引进一头外国高产成年奶牛往往需要数万元。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。讨论2.但克隆技术又不够成熟，克隆动物可能存在健康问题，如果你花了几万元买了一公一母两头良种牛，如何实现大量繁殖？可以通过体外受精（有性生殖）、胚胎分割等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。生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞①操作对象胚胎工程EmbryoEngineering体外受精、胚胎移植和胚胎分割②技术手段哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律④理论基础在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作③工程实质第2章细胞工程第3节胚胎工程（一）胚胎工程的理论基础一、受精1.概念指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。+输卵管识别的物质基础：功能：融合的结构特点：细胞膜表面的糖蛋白流动性进行细胞间的信息交流2.场所3.过程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-卵子的准备一、受精4.精原细胞形成成熟精子的过程(1)场所：精原细胞大量精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子有丝分裂染色体复制减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ变形(2)结构：睾丸头颈线粒体鞘尾(主要是细胞核)(为精子运动提供能量)(由中心体演变而来)牛猪绵羊马大白鼠(褐家鼠)的精子190μm长，而大象的精子却只有50μm长一、受精5.准备阶段1-精子获能科学研究发现，刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”精子获能≠精子获得能量精子获能的原因：精液由精子和精浆组成，精浆中含有抑制精子获能的物质，只有精子进入雌性动物的生殖道后，由生殖道分泌产生相关物质解除对精子的抑制，才能使精子获得受精的能力。(1)方法自然：直接利用雌性动物的生殖道胚胎工程：将精子培养在人工配制的获能液中肝素、Ca2＋载体一、受精5.准备阶段1-精子获能精子获能≠精子获得能量张明觉，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基础。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。(2)研究精子获能机制的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重要基础。一、受精6.准备阶段2-卵子的准备(1)主要场所：卵巢(3)特点：分裂过程不连续，有两次暂停卵细胞卵泡(2)开始发育时间：胚胎在性别分化后黄体空卵泡未成熟的卵子成熟卵泡卵子一般在排出

后才能被精子穿入。一些实验证据表明，卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。2~3h一、受精6.准备阶段2-卵子的准备(4)动物排出的卵子成熟程度不同：①有的可能是

（如马、犬）；②有的可能是

（如猪、羊）。透明带卵细胞膜核第一极体(纺锤体-染色体复合物)初级卵母细胞次级卵母细胞(5)卵子成熟的场所：排出的卵子都要在输卵管进一步成熟(6)卵子具备与精子受精能力的时期：MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？思考精子——获能处理；卵子——培养到MⅡ期一、受精雌、雄原核融合形成合子精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄、雌原核7.受精阶段透明带卵细胞膜核第一极体获能后的精子与卵子在输卵管中相遇释放多种酶（顶体酶）溶解卵细胞膜外的一些结构（如透明带）借助精子自身运动精子接触卵细胞膜顶体反应一、受精雌、雄原核融合形成合子精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄、雌原核7.受精阶段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。透明带反应防止多精入卵的第一道屏障精子的细胞膜与卵细胞膜融合，精子入卵一、受精雌、雄原核融合形成合子精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄、雌原核7.受精阶段精子入卵后，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。卵细胞膜反应防止多精入卵的第二道屏障一、受精雌、雄原核融合形成合子精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄、雌原核7.受精阶段雄原核雌原核第一极体放出第二极体精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。(1)雄原核的形成：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。(2)雌原核的形成：卵子在输卵管中完成减数分裂Ⅱ一、受精雌、雄原核融合形成合子精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜精子入卵形成雄、雌原核7.受精阶段雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即将开始雌、雄原核充分发育相向移动彼此靠近核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成(1)受精的标志：①观察到两个极体②观察到雌、雄原核(2)受精完成的标志：雌、雄原核融合形成合子(3)受精卵遗传物质核遗传物质：质遗传物质：精子和卵细胞各占一半几乎全部来自卵细胞一、受精小结准备阶段准备阶段1-精子获能准备阶段2-卵子的准备雌性动物生殖道人工配制的获能液受精阶段⑤雌、雄原核融合形成合子①精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）②精子接触卵细胞膜③精子入卵④形成雄、雌原核(在输卵管内发育到MⅡ期)（透明带反应）（卵细胞膜反应）机体在长期进化过程中形成的、用来保障遗传的稳定性（受精的标志）（受精完成的标志）1、下列关于受精的说法，错误的是（）A．获能后的精子与卵子相遇后，释放的酶可以溶解卵细胞膜外的一些结构B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．到达输卵管中的卵子都是初级卵母细胞D．精子和卵子的相互识别依赖细胞膜的功能特点C课堂小测2、分析下面的图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（）A.成熟生殖细胞中染色体的数目B.MⅠ和MⅡ的时间连续性C.成熟生殖细胞是否经过变形D.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间A课堂小测二、胚胎早期发育1.场所2.分裂方式输卵管有丝分裂3.过程桑葚胚受精卵2细胞4细胞8细胞囊胚透明带内细胞团囊胚腔滋养层卵裂原肠胚①细胞数量

；②胚胎总体积

，每个细胞体积

；③每个细胞的核DNA数目

，DNA总数目

；③有机物总量

，有机物种类

。二、胚胎早期发育3.过程2细胞4细胞8细胞受精卵桑葚胚时期：场所：特点：受精卵→桑葚胚透明带内不断增加不变不断减小不变不断增加减少增加受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂二、胚胎早期发育3.过程受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂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。概念：特点：此时期每一个细胞都具有全能性，具有发育成完整个体的潜能桑葚胚桑葚二、胚胎早期发育3.过程受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂结构：细胞开始分化特点：透明带内细胞团囊胚腔滋养层胎儿的各种组织胎盘和胎膜的一部分发育成发育成(沿透明带内壁扩展和排列的细胞)(聚集在胚胎一端的细胞)不具有全能性具有全能性二、胚胎早期发育3.过程受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂孵化：囊胚扩大→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，这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚：意义：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。二、胚胎早期发育3.过程受精卵桑葚胚囊胚原肠胚卵裂中胚层外胚层内胚层原肠腔中胚层出现胚层分化特点：外胚层：结构中胚层：内胚层：表面的细胞层内外两个胚层之间向内迁移的细胞逐渐分化形成各种组织、器官等二、胚胎早期发育【思考·讨论】不同动物受精卵发育的比较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及发育阶段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36～36424867～72963～416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细胞讨论1：表中哪种动物的胚胎进入子宫时发育程度最高？马二、胚胎早期发育【思考·讨论】不同动物受精卵发育的比较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及发育阶段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36～36424867～72963～416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？桑葚胚阶段二、胚胎早期发育【思考·讨论】不同动物受精卵发育的比较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及发育阶段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36～36424867～72963～416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细胞讨论2：如果换成牛又该怎么处理？胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3、下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（）A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加A课堂小测4、如图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述在确的是(

)A.16细胞胚中部分细胞同时有白鼠和黑鼠的遗传物质B.过程①中细胞数目和有机物总量在不断增加C.囊胚期的滋养层细胞可用于进行性别鉴定D.嵌合体幼鼠属于四倍体，有丝分裂后期有8个染色体组A