2.3.1 胚胎工程的理论基础课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第三节 胚胎工程 第二章 细胞工程 第一课时 胚胎工程的理论基础 从社会中来 牛的生育率很低。一头母牛每年只能产一胎，每胎生一个牛仔,每胎产2个牛仔的情况比较少见（一般占怀孕总数的1～2.3%），一头母牛一生大约生育四五次。 我国奶牛单产水平低。高产奶牛的引进价格昂贵，靠大量引进优良品种来提高产量不太可行 我国奶业现状分析 问题:你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？ ①核移植技术进行克隆 ②可以通过体外受精、胚胎分割等胚胎工程技术获得多个良种奶牛胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。 什么是胚胎工程呢 目的 生产后代，以满足人类的各种需求。 技术手段 体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 理论基础 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 操作水平 主要集中在细胞水平上 操作对象 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 工程实质 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 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。 受精 定义 阶段 指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 受精前的准备阶段 受精阶段 准备阶段Ⅰ——精子获能 准备阶段Ⅱ——卵子的准备 场所 输卵管内 一、受精 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 *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 ⑤精子形成 ②尾的发育 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： 中心体: 线粒体： 其它物质： 【补充】精子变形的过程和结构 精子头部的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘 原生质滴，最后脱落 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。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。 细胞核和线粒体都是精子的重要结构。 头 颈 线粒体鞘 顶体 （高尔基体） （细胞核） （中心体） 变形 准备阶段1——精子获能 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” (1)精子获能的方法 ①直接利用雌性动物的生殖道 ②培养在人工培植的获能液 肝素 Ca2＋载体 注：精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。1951年发现“精子获能”现象，为哺乳动物体外受精奠定了理论墓础。由于他在体外受精和胚胎移植研究中作出的重大贡献，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。 注意点：精液由精子和精浆组成，精浆中含有抑制精子获能的物质，只有精子进入雌性动物的生殖道后，由生殖道分泌产生相关物质解除对精子的抑制，才能使精子获得受精的能力。 准备阶段1——精子获能 一、受精 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。 准备阶段2——卵子的准备 卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些实验证据表明，卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。 2-3h 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 排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。 发育 受精阶段 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） 借助精子自身运动 精子接触卵细胞膜 顶体反应 第1步：精子穿越卵细胞膜外结构 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。 阻止多精入卵的第一道屏障 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。 精子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。 阻止多精入卵的第二道屏障 受精阶段 第2步：透明带反应 第3步：精子入卵 第4步：卵细胞膜发生生理反应 雄原核的形成： 精子入