2.3.1胚胎工程的理论基础 课件 2020-2021学年高二下学期生物选择性必修三

2.3 胚胎工程 一 、胚胎工程的理论基础 资料一：截至2018年3月，北方白犀牛仅剩两头雌性，难以通过自然繁育产生后代 资料二：研究人员设法保存了北方犀牛的精子 可通过什么方法来扩大其种群数量？ 虽然可以达到快速繁育的目的，但是从遗传多样性来看？低 核移植，试管动物，后者属于基因工程范畴 2 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，以满足人类的各种需求。 操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 工程实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胎发育条件进行的模拟操作 受精 1.受精的概念：是精子与卵子结合形成合子的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。 精原细胞 第一阶段 第二阶段 第三阶段 精原细胞 初级精母细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 N 精细胞 N 精细胞 N 精子 有丝 分裂 ① 染色体 复制 ② MⅠ 分裂 ③ MⅡ 分裂 ④ 变 形 ⑤ 精子的产生 精子的产生 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 哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、颈和尾三部分。 牛 猪 绵羊 马 精子的产生 不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物体型大小无关。 细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是 后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。 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？ 问题讨论: 线粒体则是精子有氧呼吸产生能量的场所。 精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体 鞘，可以为精子的运动提供能量，使其能 够到达卵子处完成受精。 场所 时间 过程 雌性动物的卵巢 胎儿性别分化到生殖机能衰退 胎儿期和初情期后两个阶段 卵子的产生 11 卵原细胞 胎儿期 卵原细胞 初级卵母细胞 有丝 分裂 ① 染色体 复制 ② 卵子的产生 排卵 小知识：牛刚出生时，每侧卵巢大约含有15万个卵泡，出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有200个左右，一生产生犊牛4~5头，所以卵母细胞的利用率很低，这正是胚胎工程要研究解决的问题之一。 卵泡是雌性哺乳动物生殖的基本单位。 一个卵泡=1个卵母细胞+多个卵泡细胞 12 卵原细胞 胎儿期 初情期后 卵原细胞 初级卵母细胞 初级卵母细胞 有丝 分裂 染色体 复制 MⅠ 分裂 ③ 受精 MⅡ分裂 ④ 次级卵母细胞 透明带 卵细胞膜 + 第一极体 合子 第二极体 + 卵子的产生 马 牛 排卵 排卵 1、一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 2、排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡 从卵巢中排出？ 3、刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的 什么部位与精子受精？ 刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟到减数第二次分裂中期。 正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子 指卵子从卵泡中排出。 问题讨论: 排卵 排出的卵子是在输卵管内与精子受精的 项目 精子的发生 卵子的发生 区 别 场所 时间 过程 特点 结果 相同点 精子和卵子发生的比较 原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂 生殖细胞的成熟过程为减数分裂 成熟过程中染色体均经过一次复制和细胞两次分裂，子细胞中染色体数目减半 睾丸的曲细精管 卵巢 初情期开始到生殖机能衰退 胎儿期到生殖机能衰退 ①MⅠ分裂和MⅡ分裂是连续的 ②需要变形 ③细胞质均等分裂 ①MⅠ分裂和MⅡ分裂是不连续的 ②不需要变形 ③细胞质不均等分裂 1个精原细胞形成4个精子细胞 1个卵原细胞形成1个卵细胞 精子和卵子发生的易错点分析 性原细胞（精原细胞和卵原细胞）与精子和卵子的产生方式不同。性原细胞经有丝分裂产生；精子（卵子）是由精（卵）原细胞经减数分裂产生。 刚排出的卵子尚未成熟，有的可能是初级卵母细胞，如马；有的可能是次级卵母细胞，如羊、猪等。 多数哺乳动物 的第一极体不分裂，只能受精后在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体。 小知识：牛刚出生时，每侧卵巢大约含有15万个卵泡，出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有200个左右，一生产生犊牛4~5头，所以卵母细胞的利用率很低，这正是胚胎工程要研究解决的问题之一。 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 ①准备阶段1：精子获能 即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 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。