2.3.1 胚胎工程的理论基础-2023-2024学年高二生物同步优选备课一点通（人教版2019选择性必修3）

第3节 胚胎工程 一 胚胎工程的理论基础 1 从社会中来 我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。拥有人气明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg（305天）。引进一头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率很低，一生约生育四五次。你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？ 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 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。 1.操作对象： 2.技术手段： 3.工程实质： 4.理论基础： 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。 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 1.概念：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。 2.场所： 一、受精 在自然情况下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 次级精母细胞 MⅠ 第一阶段 精细胞 MⅡ 初级精母细胞 染色体复制 变形 精原细胞 精 子 第二阶段 两次分裂 第三阶段 细胞变形 有丝分裂 大量精原细胞 1.精子发生的场所： 2.精子发生的时期： 3.精子发生的过程： 睾丸内的曲细精管中 从初情期开始直到生殖机能衰退 准备阶段1——精子获能 一、受精 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 细胞核 高尔基体 细胞质 线粒体 ⑤精子形成 顶体 头 原生质滴 线粒体鞘 尾 ②尾的发育 发育中的顶体 中心体演变成尾 4.精子变形的过程 准备阶段1——精子获能 一、受精 5.精子获能 准备阶段1——精子获能 一、受精 ⑵方法： ⑴概念： ⑶获能液成分： 常见的有效成分：肝素、Ca2+载体 准备阶段2——卵子的准备 一、受精 1.卵子发生的场所： 2.卵子发生的过程 卵巢 卵子=次级（初级）卵母细胞+透明带+放射冠 排卵：卵子从卵泡中排出。 动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，就通过有丝分裂的方式不断增加其数量，并进一步演变为初级卵母细胞，这时，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。初级卵母细胞需经过减数分裂才能变为成熟的卵子。减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。 准备阶段2——卵子的准备 一、受精 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是精子和卵细胞在发生上的重要区别。 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。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。 准备阶段2——卵子的准备 一、受精 3.卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。 4.成熟程度不同 获能后的精子与卵子相遇，精子释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构（透明带），同时借助自身运动接触卵细胞膜。 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，阻止后来精子进入透明带。 精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。雌雄原核形成。 受精阶段 一、受精 透明带反应 卵细胞膜反应 雄原核不是原来精子的核，而是原有的核膜破裂后形成一个新的核膜，最后形成的一个比原来精子的核还大的核。 12 雌、雄原核充分发育后，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。 受精阶段 一、受精 雌、雄原核靠近 核膜消失，第一次卵裂即将开始 13 1.防止多精入卵的屏障有哪些？发生的时期？ ①透明带反应： ②卵细胞膜反应： 2.受精的标志 在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体，或者观察到雌、雄原核。 3.受精完成的标志 雌、雄原核融合，形成合子。 受精阶段 一、受精 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 卵裂期 二、胚胎早期发育 1.卵裂期细胞的增殖地点、方式？ 细胞在透明带内进行有丝分裂。 2.卵裂细胞的特点？ 3.桑葚胚特点？ 囊胚期 囊胚 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 1.胚胎进一步发育，细胞开始出现分化。 3.出现含有液体的囊胚腔 4.孵化？ 囊胚期 二、胚胎早期发育 2.各部分发育成什么结构？ 内细胞团→胎儿的各种组织 滋养层细胞→胎膜、胎盘 囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来。 原肠胚 原肠胚表面的细胞层为外胚层； 外胚层向内迁移的细胞形成内胚层； 一部分细胞还