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

2.3 胚胎工程 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?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,一生生育四五次。 如何解决这个难题呢? 胚胎工程 01 胚胎工程概述 1.概念: 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。 操作对象 2.常用技术: 在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件的模拟操作 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 3.实质: 02 胚胎工程的理论基础——受精 2 知识回顾 必修二 减数分裂与受精作用 曲细精管 精子产生的场所: 精子开始产生的时间: 卵子产生场所: 卵细胞 卵泡 输卵管 子宫 卵巢 卵子开始产生的时间: 睾丸 初情期 卵巢 胎儿期 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。 02 胚胎工程的理论基础——受精 在自然条件下,哺乳动物的受精在输卵管内完成。 02 胚胎工程的理论基础——受精 ①概念 刚排出的精子不能立即与卵子受精,精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力的生理现象。 ②使精子获能的方法 1、直接利用雌性动物的生殖道使精子获能 2、将精子培养在人工配制的获能液中使其获能 获能液中常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 准备阶段1——精子获能 准备阶段1——精子获能 02 胚胎工程的理论基础——受精 实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能,为体外受精技术的建立奠定了重要基础。 ③研究精子获能机制的意义 ④ 成熟精子的结构 遗传物质的储存场所 为生存和运动提供能量 02 胚胎工程的理论基础——受精 ① 卵子一般在排出2~3h后才能被精子穿入 ② 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。 ③ 卵子成熟的场所: 都要在输卵管内进一步成熟 ④ 卵子具备与精子受精能力的时期:MⅡ期 准备阶段1——卵子的准备 成熟准备 卵子形成过程是不连续的 减Ⅰ期: 减Ⅱ期: 精卵结合过程中完成的(输卵管) 一般在排卵前后完成(卵巢) 精子穿越卵细胞膜外的结构 如透明带等 精子释放的多种酶溶解 精子接触卵细胞膜 ①透明带反应 触及卵细胞膜瞬间,透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带 精子入卵 ①精子形成雄原核 ②卵细胞膜反应 精子入卵后,卵细胞膜立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内 精子入卵尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜 阻止多精入卵的两道屏障 1.过程 受精阶段 02 胚胎工程的理论基础——受精 顶体酶 放射冠(卵丘细胞) 顶体反应 ②卵子完成减Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核 顶体: 内含多种水解酶,统称顶体酶 (卵丘细胞) 放射冠 受精阶段 02 胚胎工程的理论基础——受精 雌、雄原核靠近 核膜消失 受精完成的标志: 受精的标志: 观察到两个极体或者雌、雄原核 雌、雄原核融合形成合子(受精卵) 形成含有两个染色体组的合子就是受精卵 受精卵开始发育 第一次卵裂即将开始 2 03 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 输卵管和子宫 1.胚胎发育的场所: (1)卵裂 ①概念: 胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 ②分裂方式: 有丝分裂 卵裂时期 变化 细胞数量 每个细胞体积 DNA总量 有机物总量 有机物种类 增多 减小 增多 减少 03 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 2细胞 4细胞 8细胞 受精卵 透 明 带 增多 特点 13 (2)桑葚胚 ①概念: 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。 细胞未分化 一般为32细胞 桑葚胚 透明带 03 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 (3)囊胚 ①概念: 胚胎进一步发育,细胞逐渐分化,形成内细胞团、滋养层细胞;随着胚胎的进一步发育,胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔,这个时期的胚胎叫做囊胚。 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 ②结构: 内细胞团: 滋养层细胞: 囊胚腔: 将来发育成胎儿的各种组织 沿透明带内壁扩展和排列,将来发育成胎膜和胎盘。 ③孵化: 囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来。 03 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 开始分化,形成囊胚腔 (4)原肠胚 03 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 结构 外胚层 内胚层 中胚层 逐渐分化形成各种组织、器官等。