胚胎工程的理论基础-2027届高考生物一轮复习

2027功到自然成你选择，我负责！届胚胎工程的理论基础课程标准(1)简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。从社会中来

我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢?遗憾的是，牛的生育率很低！而克隆技术又不够成熟，克隆动物可能存在健康问题，并且克隆属于无性繁殖，遗传特性和供体基本相同。从社会中来讨论：要想获得在遗传多样性上具有更大优势的后代，你能想出哪些繁育方法？进行体外受精（有性生殖），培育试管动物。胚胎工程技术！良种荷斯坦奶牛胚胎工程P56

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。操作对象胚胎工程技术种类操作水平

目的主要集中在细胞水平上理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律工程实质：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胚胎工程的理论基础任务一：自主学习

同学们认真阅读P56-57，思考下列问题：

1.受精的场所？包括几个阶段？2.什么是精子获能？精子获能是指精子获得能量吗？精子获能的方法？

3.排出的卵子是成熟的卵细胞吗？卵子成熟的场所？

卵子发育至哪个时期才具备受精的能力？4.防止多精入卵的屏障有哪些？

5.受精的标志？

一、受精任务二：过程探究学习概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。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:卵子的准备哺乳动物的输卵管内。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、受精受精概念场所过程精子和卵子结合形成合子（受精卵）的过程输卵管受精阶段准备阶段任务二：过程探究学习一、受精准备阶段1——精子获能精子获能的概念?怎么让精子获能?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”。①直接利用

使精子获能；②将精子培养在

中使其获能；雌性动物生殖道人工配制的获能液肝素Ca2＋载体任务二：过程探究学习一、受精头颈线粒体鞘尾*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成熟精子结构（细胞核）（中心体）顶体（高尔基体）为精子运动提供能量遗传物质储存场所任务二：过程探究学习一、受精②卵子的成熟卵子要在

内进一步成熟，达到

时，才具备与精子受精的能力。输卵管具备受精能力的卵子结构透明带卵细胞膜核(纺锤体—染色体复合物)第一极体MⅡ期准备阶段——卵子的准备任务二：过程探究学习一、受精受精阶段透明带反应：在精子与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。（防止多精子入卵受精的第一道屏障）获能后的精子与卵子相遇，首先释放多种酶，溶解卵细胞膜外一些结构，同时借自身运动接触卵细胞膜。精子接触透明带精子穿过透明带，接触卵细胞膜穿越透明带进入卵细胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合探究01-精子如何穿越卵细胞膜外结构?任务二：过程探究学习一、受精卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生一种生理反应，拒绝其它精子再进入卵内。（防止多精入卵受精的第二道屏障）穿越透明带进入卵细胞膜雌雄原核形成透明带反应、卵细胞膜反应雌雄原核融合探究02-防止多精入卵的两个屏障?任务二：过程探究学习一、受精精子入卵后，尾部脱离，原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。（比原来精子的核要大）卵子被激活完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。穿越透明带进入卵细胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合任务二：过程探究学习一、受精⑥核膜消失，雌雄原核融合第一极体第二极体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。第一次卵裂即将开始穿越透明带进入卵细胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合探究03-受精的标志?①观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）②观察到雌、雄原核*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一个第二极体；任务二：过程探究学习一、受精小结：受精透明带反应：在精子与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，是阻止多精入卵的第一道屏障。卵细胞膜反应：发生于精子入卵后，卵细胞膜发生生理反应，可阻止其它精子入卵，是阻止多精入卵的第二道屏障。穿越透明带进入卵细胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核任务二：过程探究学习一、受精任务二：过程探究学习一、受精任务三：问题回溯

同学们回顾P56-57，回答下列问题：

1.受精的场所？包括几个阶段？2.什么是精子获能？精子获能的方法？

3.排出的卵子是成熟的卵细胞吗？卵子成熟的场所？

卵子发育至哪个时期才具备受精的能力？4.防止多精入卵的屏障有哪些？

5.受精的标志？

受精精子获能受精前的准备卵子准备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”卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ中期，才具备与精子受精的能力精子获能的方法：①利用雌性动物的生殖道；②将精子培养到获能液(Ca2+载体、肝素等)中使其获能精子穿过卵细胞外结构精子接触卵细胞膜精子入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核。雌雄原核靠近核膜消失，雌雄原核融合，形成合子。课堂小结二、早期胚胎发育请同学们阅读教材P58~59的内容，思考下列问题：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何特征？4.什么是桑葚胚？什么是囊胚？任务四：自主学习二、早期胚胎发育任务五：过程学习二、早期胚胎发育任务五：过程学习胚胎发育的场所：人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程胚胎早期发育的过程输卵管和子宫分裂方式：有丝分裂二、早期胚胎发育任务五：过程学习受精卵2细胞8细胞桑葚胚4细胞卵裂项目变化细胞数目胚胎总体积每个细胞体积DNA总量每个细胞内的DNA总量有机物总量物质种类增加减小增多不变减少增多不增加胚胎早期发育的过程胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。卵裂的细胞都具有发育的全能性二、早期胚胎发育任务五：过程学习受精卵2细胞8细胞桑葚胚4细胞胚胎早期发育的过程胚胎形成致密的细胞团，形似桑葚该阶段及之前的细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。具有发育的全能性。桑葚胚二、早期胚胎发育任务五：过程学习受精卵2细胞8细胞桑葚胚4细胞卵裂胚胎早期发育的过程胚胎进一步发育，细胞继续分化。胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。透明带内细胞团囊胚腔滋养层囊胚二、早期胚胎发育任务五：过程学习受精卵2细胞8细胞桑葚胚4细胞胚胎早期发育的过程孵化囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。透明带内细胞团囊胚腔滋养层囊胚二、早期胚胎发育任务五：过程学习囊胚：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。

沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。内细胞团：滋养层细胞：

聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。(内细胞团具有发育全能性）透明带内细胞团囊胚腔滋养层囊胚滋养层内胚层外胚层原肠腔结构外胚层：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。原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。二、早期胚胎发育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孵化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、中胚层课堂探究P59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。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表。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细胞注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间课堂探究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，在实践中通常发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的而研究，会为胚胎工程提供理论基础？人们正是在认识自然受精和早期胚胎发育的规律的基础上，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中完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等P59思考·讨论

不同动物受精卵发育的比较随堂检验1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。（

）（2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力（

）（3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（

）2.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.囊胚由内细胞团、滋养层和囊胚腔构成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