2.3.1 胚胎工程课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 第1课时 胚胎工程的理论基础 良种荷斯坦奶牛 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量的主要因素之一，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。 从社会中来 荷斯坦牛，原产于荷兰，其培育历史十分悠久，早在15世纪荷斯坦牛就以产奶量高而闻名于世。 世界上绝大多数国家均能饲养，并培育出了各具本土特色的荷斯坦牛。中国荷斯坦牛，原名中国黑白花牛，1992年正式更名。 从社会中来 从社会中来 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，一生生育四五次。如何解决这个难题呢？ 提示：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。 1. 概念：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。 一、胚胎工程的概念 （1）操作对象： 动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 （2）技术手段： 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割等 6 1. 概念：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。 一、胚胎工程的概念 （4）理论基础： （5）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。 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 （3）操作水平： 在细胞水平上 7 二、受精 1. 概念： 精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 （1）精卵相互识别的基础： 细胞间的信息交流（细胞膜上的糖蛋白有识别作用） （2）精卵融合的结构基础： 卵细胞 受精卵 精子 细胞膜具有一定的流动性 二、受精 （3）过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段。 （4）场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在雌性的输卵管内完成。 1. 概念： 精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 （1）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，必须在雌性动物生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。 ①精子获能： 二、受精 2. 受精前的准备阶段 注意：不是获得能量 Ⅰ. 直接利用雌性动物的生殖道让精子获能。 Ⅱ. 将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。 （常见的有效成分有：肝素、Ca2+载体等） ②获能方法： 10 曲细精管产生精子 在睾丸中生成精子 阴囊 含有两个睾丸的囊状体 睾丸 输精管 将成熟的精子输送到阴茎 附睾 从睾丸到输精管的管道 精子形成过程 12 精子变形过程 1 ⑤精子形成 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 ②尾的发育 ③精子头出现 头 颈 线粒体鞘 尾巴 成熟精子含有的细胞质很少 细胞核（主要部分） 高尔基体（顶体） 中心体 （尾的基部） 细胞内其他物质——原生质滴（球状，最后脱落） 精子示意图 思考 · 讨论 精细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？ （1）细胞核是精子储存遗传物质的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。 （2）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。 只有精子进入雌性动物的生殖道后，才能获得受精能力 生殖道 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。 精子获能的原因 精子获能的原因：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。 （1）准备阶段1——精子获能 实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了重要基础。 ③研究精子获能机制的意义： 二、受精 2. 受精前的准备阶段 18 （2）准备阶段2——卵子的准备 ②动物排出的卵子成熟程度不同，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。 ①卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入。 ③动物排出的卵子都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 二、受精 2. 受精前的准备阶段 卵巢 在卵巢中生成卵子 20 卵母细胞放大 在卵巢中生成卵子 原始卵泡 成熟卵泡 黄体 卵母细胞 人的卵巢 卵巢 卵泡：由卵母细胞和周围的卵泡细胞组成 排卵：卵子从卵泡中排出 在卵巢中生成卵子 卵子：一般指雌性动物的生殖细胞 雌性