2.3.1 胚胎工程的理论基础（教学讲义） -2023-2024学年高二生物下学期同步教学讲义（2019人教版选择性必修3）

第2章 细胞工程 第3节 一、胚胎工程的理论基础 学习目标 必备知识 一、胚胎工程 二、受精 三、胚胎的早期发育 拓展延伸 高考链接 模拟演练 1. 简述受精前精子和卵子的准备以及受精的过程。 2.简述胚胎早期发育的过程及其主要特点。 一、胚胎工程 1.操作对象：动物 、受精卵或 细胞。 2.常用技术：如 、胚胎移植、 等。 3.特点：经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，还需移植到 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 和 发育的规律。 5.实质：在体外条件下，对动物 和 条件进行的模拟操作。 2、 受精 1.概念：精子与卵子结合，形成合子（即受精卵）的过程，包括 和 。 2.场所：自然条件下哺乳动物的受精在 内完成。 3.过程： (1)准备阶段 ① ：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。【精子获能是指精子获得 ，而不是获得能量】 ② ：不同动物排出的卵子成熟程度不同，但它们都要在 内进一步成熟到 时才具备与精子受精的能力。【排卵是指卵子从 中排出，而不是卵泡从卵巢中排出】 （2）受精阶段的主要过程及生理反应 步骤 主要过程 生理反应 第一步 精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜 ：防止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障 第二步 精子入卵，尾部脱落 ：拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵受精的第二道屏障 第三步 精子核膜破裂后形成新核（雄原核），卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体【多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体】 形成 ：受精的标志 第四步 雌、雄原核充分发育，相向移动，彼此靠近，核膜消失 形成 ：个体发育的起点 3、 胚胎的早期发育 1．场所： 。 2．分裂方式： 。 3．卵裂 (1)场所： 。 (2)特点 ①细胞的数量不断 。②胚胎的总体积 。【每个细胞体积在 ，有机物总量在 ，有机物种类 ，胚胎中总DNA含量逐渐 ，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。】 4．主要阶段及特点 (1)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似 。 (2)囊胚 ①胚胎进一步发育，细胞逐渐 。 ②聚集在胚胎一端的细胞形成 ，将来发育成 。 ③滋养层细胞将来发育成 。 ④胚胎的内部出现了含有液体的腔—— 。 ⑤孵化：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来。 (3)原肠胚：形成外胚层、中胚层、内胚层三个胚层，这三个胚层将逐渐分化形成 等。 关于体内受精应注意的几个问题 (1)精子获能是指精子获得受精能力，而不是获得能量。 (2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要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)受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 【例1】（2023·广东惠州·统考三模）某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚期细胞特性，并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究，下列叙述错误的是（    ） 注：pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因 A．桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期 B．诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列和表达的情况都发生改变 C．囊胚期细胞重置至桑葚样细胞的过程类似于脱分化 D．据图推测，桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降 【变式1-1】（2022·海南海口·校联考三模）胚胎干细胞在无血清培养液中悬浮培养可形成类胚体，类胚体由来自三个胚层（内胚层、中胚层和外胚层）的细胞组成，排列杂乱，哺乳动物的