2.3.1胚胎工程的理论基础课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

本节聚焦: 胚胎形成经过了哪些过程？ 受精和早期胚胎发育的基本过程是怎么样的？ 选择性必修3/第2章/细胞工程/ 第3节 胚胎工程 ——胚胎工程的理论基础 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。能不能让引进的两种奶牛快速、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？ 可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。 胚胎工程的概念： 胚胎工程 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 主要集中在细胞水平上 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。 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 目的 技术种类 工程实质： 操作水平： 理论基础： 一、受精 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程； 包括受精前的准备阶段和受精阶段； 在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 受精的概念： 1.准备阶段1——精子获能 刚刚排出的精子不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物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。 ①利用雌性动物的生殖道让精子获能。 ②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。 （常用有效成分：Ca2+载体、肝素等） 精子获能： 获能方法： 实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了基础。 获能机制的意义： 一、受精 5 2.准备阶段2——卵子的准备 动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。 卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入。 一、受精 但他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 3.受精阶段 获能后的精子与卵子相遇时，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。 精子穿越卵细胞膜外的结构 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(透明带反应)，阻止后来的精子进入透明带 (第一道屏障)。精子入卵后，卵细胞膜也会发生反应(卵细胞反应) (第二道屏障) 。 形成雄原核和雌原核 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。 精子接触卵细胞膜 一、受精 形成雄原核和雌原核 精子穿越卵细胞膜外的结构 精子接触卵细胞膜 3.受精阶段 一、受精 雌、雄原核靠近 雄、雌原核充分发育后，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。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。 核膜消失，开始卵裂 相关信息: 多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。 精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。 观察到两个极体或雌、雄原核； 在实际胚胎工程操作中受精的标志： 一、受精 两个极体 雌雄原核 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期，才具备与精子受精的能力 受精 精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道；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 精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核 雌雄原核靠近 核膜消失 课堂小结 二、胚胎早期发育 胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，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。 受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。 受精卵 卵裂过程： 2细胞 (第一次卵裂) 4细胞 (第二次卵裂) 8细胞 (第三次卵裂) 桑葚胚 每个细胞的体积减小；胚胎总有机物减小；胚胎总DNA数增加；每个细胞具有发育的全能性。 当卵裂产生的子细胞数目达到32个，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。 桑葚胚 每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。 二、胚胎早期发育 桑葚胚 桑葚 囊胚 二、胚胎早期发育 囊胚 胚胎进一步发育，细胞开始出现分化。 内细胞团 透明带 滋养层 囊胚腔 聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团； 发育 胎儿的各种组织 沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞。 内细胞团的细胞未分化，可以作为胚