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

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。 能不能让引进的两种奶牛快速、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？ 第四节 胚胎工程及其应用 1、操作对象： 2、常用技术： 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。 胚胎工程： 3 二、胚胎工程的理论基础——受精 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； 在自然情况下，哺乳动物的受精在输卵管内完成； 2、场所： （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； 3、准备阶段1——精子获能 注：精子的发生是依附在支持细胞上进行的，支持细胞为精子的发生提供营养，精子形成后进入曲细精管的管腔中； 3、准备阶段1——精子获能 （4）精子变形 精子大小与动物体型大小无关 细胞核→精子头的主要部分； 高尔基体→头部的顶体； 中心体→精子的尾； 线粒体→线粒体鞘； 细胞内其他物质→原生质滴(最后脱落)； （5）精子获能概念 刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象； （6）使精子获能的方法 ①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能； ②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能 获能液中常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等； 3、准备阶段1——精子获能 （7）研究精子获能机制的意义 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； 注：精子获能实质是指精子获得受精“能力”； 4、准备阶段2——卵子的准备 （1）卵子发生场所： （2）卵子发生时期： （3）排卵： 卵子形成过程是不连续的 减Ⅰ期： 减Ⅱ期： 精卵结合过程中完成的（输卵管） 一般在排卵前后完成（卵巢） MⅠ、MⅡ不连续 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； 注：卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入； 是指卵子从卵泡中排出； （4）卵子成熟的场所： 输卵管； 卵巢； 动物的胚胎在性别分化以后； 4、准备阶段2——卵子的准备 注：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。 （4）卵子发生的过程： （5）卵子具备与精子受精能力的时期： MⅡ期； 9 5、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） 借助精子自身运动 精子接触卵细胞膜 顶体反应 第2步：透明带反应： 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； 第3步：精子入卵 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； 第4步：卵细胞膜反应： 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 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核； 雌原核的形成： 精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核； 第5步：雌雄原核的形成 雄原核的形成： 雄原核 第一极体 放出的 第二极体 雌原核 第6步：雌、雄原核融合，受精卵形成 雌、雄原核充分发育 相向移动，彼此靠近 核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成 雌、雄原核靠近 核膜消失，第一次卵裂即将开始 精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等） 透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障) 精子入卵(进入卵细胞膜) 卵细胞膜反应(阻止多精入卵的第二道屏障) 雄、雌原核形成 受精阶段总结： 精子接触卵细胞膜 雌、雄原核融合形成合子 顶体反应 受精过程视频 两个极体 雌雄原核 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； ②受精完成的标志： 雌、雄原核融合形成合子； 注： ①受精标志： 补充知识：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。