2.3.1 胚胎工程的理论基础-【帮课堂】2022-2023学年高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

《第2章 细胞工程》 第3节 胚胎工程 一 胚胎工程的理论基础 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 胚胎工程与精子和卵子的发生 1．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。 (1)操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞(细胞水平)。 (2)所需技术：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。 (3)特点：经过处理后获得的胚胎，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。 2．精子的发生 (1)场所：睾丸的曲细精管。 (2)时期：从初情期开始，到生殖机能衰退。 (3)过程 3．卵子的发生 (1)场所：雌性动物的卵巢、输卵管。 (2)时期：动物的胚胎在性别分化以后(胎儿期和初情期后)。 (3)过程 第1阶段：胎儿期(卵巢) 第2阶段：排卵前后(卵巢或输卵管) 第3阶段：精子和卵子结合的过程中(输卵管) 当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。 必会知识二 受精 1．概念：受精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段。 2．场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3．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：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。 ②准备阶段2—卵子的准备：卵子在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 ③受精阶段：精子穿越卵细胞膜外的一些结构→精子接触卵细胞膜→精子入卵→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合，形成合子。 过程 主要变化 精子穿越放射冠 获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应使顶体内的酶释放出来。放射冠是包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群，精子所释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。 穿越透明带 精子与透明带接触，顶体酶将透明带融出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带，并接触卵细胞膜。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障 进入卵细胞膜 精子与卵细胞接触，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障 雌、雄原核形成 精子：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，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。卵子：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 雌、雄原核融合，形成合子 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失，二者体积缩小、合并，两组染色体合为一组，形成一个含有两个染色体组的合子，此过程是受精完成的标志 必会知识三 胚胎早期发育 1．胚胎发育的场所：输卵管和子宫。 2．胚胎早期发育的过程 胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段。 3．各阶段的特点 (1)卵裂期：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加。 (2)桑葚胚：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。这一阶段前的每个细胞都未分化，均为全能干细胞。 (3)囊胚：胚胎进一步发育，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。囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。 ①内细胞团：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。 ②滋养层细胞：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。 (4)原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 必备技能 典例精讲模型秒杀巧思妙解 必备技能一 精子和卵子的发生 [例1](2022秋·河南洛阳·高三孟津县第一高级中学校考阶段练习)男性进入青春期后，位于精巢内的精原细胞才开始进行减数分裂产生精细胞，而女性在性别分化以后，位于卵巢内的卵原细胞就开始进行减数分裂，但不能完