2.3.1 胚胎工程的理论基础- 2023-2024学年高二生物同步备课精选课件（人教版2019选择性必修3）

教学目标： 1、简述受精核胚胎早期发育的基本过程。 2、简述体外受精、胚胎移植、胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 3、运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析和判断。 4、认同胚胎工程技术的发展和应用体现了科学、技术、社会的互动关系。 教学重点： 1、受精的基本过程。 2、胚胎早期发育的基本过程。 3、胚胎工程的主要技术及其原理。 4、胚胎工程在生产实践中的应用。 教学难点： 1、受精过程中精子和卵子的生理变化。 2、胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。 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。能不能让引进的优良奶牛快速、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？ 良种荷斯坦奶牛 胚胎工程的迅猛发展，终使这个难题得到解决 从社会中来 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 一、胚胎工程的理论基础 高中生物学选择性必修3 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。 体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 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 哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律 操作对象： 技术手段： 工程实质： 理论基础： 胚胎工程 定义： 指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 场所： 输卵管内 过程： 准备阶段 受精阶段 准备阶段 1 ——精子获能 准备阶段 2 ——卵子的准备 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精 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，这一生理现象称为“精子获能”。 ①直接利用 使精子获能； ②将精子培养在 中使其获能； 雌性动物生殖道 人工配制的获能液 实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为______________的建立奠定了基础。 体外受精技术 获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 1、准备阶段1——精子获能 （1）定义： （2）获能方法： （3）研究精子获能机制的意义： 成熟精子的结构 头 颈 线粒体鞘 尾 成熟精子含有的细胞质很少。 思考：精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？ 主要是细胞核 为精子的运动提供能量 *不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关 1、准备阶段1——精子获能 是一个不连续的过程 （1）卵细胞的形成 (性成熟后，受性激素刺激，继续分裂) 2、准备阶段2——卵子的准备 2、准备阶段2——卵子的准备 (1) 卵子一般在排出 后才能被精子穿入 2~3h (2) 动物排出的卵子成熟度不同； 有的可能是 ，如马、犬等； 有的可能是 ，如猪、羊等。 初级卵母细胞 次级卵母细胞 (3) 卵子成熟的场所： 输卵管 (4) 卵子具备与精子受精能力的时期： MⅡ（减数第二次分裂中期） （2）不同动物排出的卵子成熟程度不同 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞 猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞 马、犬排卵 猪、羊排卵 2、准备阶段2——卵子的准备 （3）卵子的成熟 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 MⅡ期卵母细胞 发育 输卵管 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 2、准备阶段2——卵子的准备 1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？2.防止多精入卵的机制有哪些？ 3.精子入卵后，结构发生了哪些变化？ 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 释放出多种酶，以溶解这些结构 精子接触卵细胞膜 透明带反应 精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 精子入卵 卵细胞膜反应 精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内 防止多精入卵的两个屏