2.3.1 胚胎工程的理论基础 (备课件）-【上好课】2021-2022学年高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第二章 细胞工程 第3.1节 胚胎工程的理论基础 学习目标 理解受精的过程 （生命观念、科学思维） 01 02 根据哺乳动物胚胎早起发育过程图，理解胚胎发育过程及各时期的特点 （生命观念、科学思维） 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量的主要因素之一，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。能不能让引进的优良奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？ 借助胚胎移植技术充分发挥良种奶牛的繁殖潜力。将良种奶牛产生的具有优艮遗传特性的胚胎移植到我国奶牛的子宮中，使之发育为新个体。艮种奶牛作“供体”，专门提供具有优良遺传特性的胚胎，我国奶牛作“受体”，负责妊娠和育仔，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。还可以对供体进行超数排卵处理以获得多枚胚胎，移植得到多个后代，使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。 从社会中来 新课讲授 1 一、胚胎工程的理论基础 指对 、 或 细胞进行多种 和处理，然后将获得的胚胎 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。 包括 、 、 等 （2）技术手段： （3）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。 （1）概念： 生殖细胞 受精卵 早期胚胎 显微操作 移植 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 （4）操作对象： 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 （5）实质： 胚胎工程 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 回顾旧知 精原细胞 卵原细胞 精子 第一极体 第二极体 卵细胞 第一阶段：精原细胞进行数次有丝分裂，产生大量精原细胞。其中部分精原细胞经染色体复制和其他物质的合成，形成初级精母细胞。 第二阶段：初级精母细胞经连续的两次细胞分裂（即减数分裂，包括MⅠ和MⅡ),产生四个精细胞。 第三阶段：精细胞变形成为精子，精细胞变形为精子的过程中，细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为原生质滴，而后脱落。 胚胎在性别分化后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂增加数量，部分卵原细胞经染色体复制和其他物质的合成，演变为初级卵母细胞，形成卵泡。 排卵前后完成了减数分裂Ⅰ,产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，进入输卵管。 第三阶段：减数分裂Ⅱ是在精子与卵子结合的过程中哺乳完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。 受精 （1）概念： 与 结合形成 （即 ）的过程 （2）场所： 在自然条件下，哺乳动物的受精在 内完成 精子 卵子 合子 受精卵 输卵管 （2）过程： 受精前的准备阶段和受精阶段 ①准备阶段1——精子获能 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。 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，这一现象称为“精子获能”。现已有使精子在体外获能的方法，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。 相关信息 使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工培植的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 ②准备阶段2——卵子的准备 卵子在 内进一步成熟，到 时期时，才具备与精子受精的能力。 输卵管 MII ③受精阶段 核膜消失卵裂开始 雌、雄原核靠近 精子穿越透明带 精子接触卵细胞膜 雄原核 第一极体 雌原核 第二极体 精子进入 卵细胞 雄原核 第一极体 雌原核 第二极体 雌、雌原核形成 精子释放多种酶溶解膜外结构 透明带反应：透明带发生的阻止精子进入的生理反应 卵细胞膜反应：卵细胞膜发生的阻止精子进入的生理反应 防止多精入卵 雄原核 精子脱尾，核膜重构 雌原核 卵子完成减数分裂释放第二极体 获能后的精子穿越卵细胞膜外的一些结构 获能后的精子和卵子相遇时，首先它释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。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