2.3.1 胚胎工程的理论基础-【生物好课】2023-2024学年高二生物下学期同步优质课件（人教版2019选择性必修3）

第3节 胚胎工程 第2章 细胞工程 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 1.操作对象： 2.技术种类： 3.工程实质： 4.理论基础： 动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 哺乳动物（体内）受精和早期胚胎发育的规律。 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。 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。 一 胚胎工程的理论基础 一、受精 指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 1.概念： 3.过程： 2.场所： 输卵管 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 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 发生 后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。 生殖道 相应的生理变化 （1）概念： 一、受精 回顾：精子的发生 2. 时期： 初情期(相当于人的青春期)→生殖机能衰退 1. 场所：睾丸（曲细精管） 精原细胞 大量精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 有丝分裂 染色体复制 变形 第一阶段 第二阶段 第三阶段 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 头 颈 线粒体鞘 尾巴 顶体 细胞内其他物质→原生质滴最后脱落 细胞核 中心体 线粒体 高尔基体 3. 精子的变形： *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 一、受精 思考：精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。 其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。 细胞核和线粒体都是精子的重要结构。 线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 一、受精 准备阶段1——精子获能 ①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能。 （2）精子获能的方法： ②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能，常见有效成分有 Ca2+载体、肝素等。 （3）研究精子获能机制的意义： 实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为 的建立奠定了基础。 体外受精技术 注：精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 精子获能现象的发现 张明觉 1951年，他发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张—奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。 1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的《自然》杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。 一、受精 回顾：卵子的发生 1.场所：在雌性动物的 内完成。 2.时期：动物的胚胎在 以后。 卵巢 性别分化 原始卵泡 成熟卵泡 黄体 次级卵母细胞 正常情况下，一个卵巢中有多个卵泡，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 排卵是指卵子从卵泡中排出。 一、受精 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）动物排出的卵子成熟程度不同： 有的可能是 ，如马、犬等；有的可能是 ，如猪、羊等。 （3）卵子成熟的场所： 排出的卵子都要在 进一步成熟。 （4）卵子具备与精子受精能力的时期： 2-3h 初级卵母细胞 次级卵母细胞 输卵管内 MⅡ 透明带 卵细胞膜 核 （纺锤体—染色体复合物） 第一极体 具备受精能力的卵子结构 一、受精 受精阶段 第1步：精子穿越卵细胞膜外结构 获能后的精子与卵子在输卵管相遇 释放多种酶（顶体酶） 溶解卵细胞膜外的一些结构（如透明带） 借助精子自