第2章第3节 胚胎工程（课件）-2022-2023学年高二生物备课无忧（人教版2019选择性必修3）

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。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢?遺憾的是，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? 良种荷斯坦奶牛 第2章第3节 胚胎工程 1. 受精和早期胚胎发育的基本过程 2. 胚胎形成过程 3. 胚胎工程技术主要内容及其原理 4. 胚胎工程在生产实践中的应用 一、胚胎工程的概念 1.操作对象： 动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。 2.技术基础： 如体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。 3.特点： 经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 4.理论基础： 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。 5.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。 1.过程 精子获能: 卵子的准备: 发育到MII期才具备受精能力 (1)准备阶段 在雌性动物的生殖道内发生 (2)受精阶段 a.获能后的精子与卵子相遇(精子释放多种酶，以溶解卵细胞膜处的一些结构) b.精子触及卵细胞膜(透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带) c.精子入卵(卵细胞膜发生生理反应:拒绝其他精子再进入卵内) 第一极体 透明带 卵细胞膜 核 精子穿越卵细胞膜外的结构(如透明带等) 精子接触卵细胞膜 二、胚胎工程的理论基础 （一）受精 d.雌、雄原核形成 ①精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成雄原核 ②精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂II，排出第二极体后，形成雌原核 e.雌、雄原核结合(受精完成的标志),形成受精卵 雄原核 第一极体 雌原核 放出第二极体 精子入卵后形成雄原核;同时卵子完成减数分裂II ，释放第二极体后，形成雌原核 雌、雄原核靠近 核膜消失，第一次卵裂即将开始 1.过程 (2)受精阶段 二、胚胎工程的理论基础 （一）受精 2细胞 4细胞 8细胞 受精卵 桑葚胚（32细胞） 透明带 1.卵裂期 细胞分裂方式为________ 细胞数目_________ 每个细胞体积_________ 胚胎总体积______或略有_____ 有机物总量_______ 有机物种类_________ DNA总数目_____ 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 减少 增加 增加 （二）胚胎早期发育 二、胚胎工程的理论基础 囊胚 桑葚胚 发育成胎儿的各种组织 发育胎膜和胎盘 内细胞团细胞具有全能性 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 胚胎进一步发育，出现细胞分化 2.囊胚期 二、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。 由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统 孵化 囊胚从透明带中伸展出来 3.原肠胚期 二、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育 思考讨论：不同动物受精卵发育的比较 1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高? 马的胚胎进人子宫时，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。 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。 卵巢 MⅡ期卵母细胞 体外受精 获能精子 精子离心处理 受精卵培养 新鲜或解冻的精液 三、胚胎工程技术及其应用 1.体外受精 ①卵母细胞的采集 ②精子的获取 ③受精 3.意义： ①是提高动物繁殖能力的有效措施 ②还可以为胚胎移植提供可用的胚胎 2.胚胎移植 指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 （2）供体、受体和胚胎来源 ①供体： 提供胚胎的个体 ②受体： 接受胚胎的个体 ③胚胎来源： 转基因、核移植和体外受精获得的胚胎 三、胚胎工程技术及其应用 （1）概