2.3.1 胚胎工程的理论基础（课件）-【帮课堂】2023-2024学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 2.3 胚胎工程 第1课时 ——胚胎工程的理论基础 简述受精和胚胎早期发育的基本过程。 学习目标 目 生物学 高中 胚胎工程 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。 哺乳动物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。 操作对象 技术种类 目 的 工程实质 理论基础 一、受精 受精前的准备阶段 受精阶段 指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 准备阶段Ⅰ——精子获能 准备阶段Ⅱ——卵子的准备 输卵管 受精 场所： 阶段： 定义： 体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能 一、受精 科学研究发现，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” 精子获能的方法： ①直接利用雌性动物的生殖道 ②培养在人工配制的获能液 准备阶段Ⅰ——精子获能 牛 猪 绵羊 马 成熟精子和几种主要家畜的精子示意图 头 颈 线粒体鞘 尾 肝素 Ca2＋载体 （精子大小与动物体型大小无关） 一、受精 【资料1】卵子又称卵细胞，卵子是哺乳动物体内最大的细胞，直径约140µm； 精子比卵子小得多，它头部的长度只有4~5µm。 【资料2】自然条件下，哺乳动物的受精是在输卵管内完成的。科学家研究发现，刚刚排出的精子不能立即与卵子受精；动物排出的卵子成熟程度不同，可能是初级卵母细胞，也可能是次级卵母细胞，它们需要成熟后，到MⅡ期才具备受精的能力。 准备阶段Ⅱ——卵子的准备 一、受精 1.受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？ 精子穿越卵细胞膜外的结构 精子接触卵细胞膜 精子入卵 形成雄原核、雌原核 雌、雄原核靠近，核膜消失，形成受精卵 ——透明带反应 ——卵细胞膜反应 在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 其意义是保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。 一、受精 2.（1）受精的标志： 透明带和卵细胞膜之间有两个极体 （2）受精完成的标志： 雌雄原核融合，形成合子 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。在胚胎工程中，以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。（P54“相关信息”） 雄原核 雌原核 第一极体 放出的第二极体 一、受精 一、受精 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等） 释放出多种酶，以溶解这些结构 精子接触卵细胞膜 雄原核 雌原核 第一极体 放出的第二极体 精子入卵后形成雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 雌、雄原核靠近 雌、雄原核结合形成合子（受精卵） 注意： 受精卵的核基因是精子和卵子各占一半； 受精卵的质基因几乎全部来自卵子。 二、胚胎早期发育 场所： 输卵管、子宫 过程： 二、胚胎早期发育 卵裂 原肠胚 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 卵裂期 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，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 分裂方式： 有丝分裂 项目 变化 细胞数目 每个细胞体积 DNA总量 每个细胞内的DNA总量 有机物总量 物质种类 增加 增多 不变 减少 减小 增多 二、胚胎早期发育 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。 特点：每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 桑葚胚 桑葚胚 桑葚 二、胚胎早期发育 透明带 细胞开始分化 （聚集在胚胎一端的细胞） （沿透明带内壁扩展和排列的细胞） 具有全能性 孵化：囊胚进一步扩大会导致透明带破裂破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。 囊胚 内细胞团 滋养层 囊胚腔 发育成 胎盘和胎膜 发育成 胎儿的各种组织 特点： 结构： 二、胚胎早期发育 表面的细胞层 向内迁移的细胞 内外两个胚层之间 逐渐分化形成各种组织、器官等 中胚层： 外胚层： 内胚层： 原肠胚 ——出现胚层分化 外胚层 内胚层 原肠腔 滋养层 原肠胚 二、胚胎早期发育 拓展：胚胎发育 vs 个体发育 全能细胞 细胞分化 幼体 继续分化 出生发育 性成熟个体 孵化 卵裂期 胚胎发育 胚后发育 个体发育 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 外胚层 中胚层 内胚层 （原肠腔） 二、胚胎早期发育 讨论：(1) 表中哪种动物的胚胎在进入子