2.3.1 胚胎工程理论基础-2023-2024学年高二生物下学期情境教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

第三节 胚胎工程 一 胚胎工程的理论基础 1.胚胎形成经过了哪些过程？ 2.受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？ 1 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 操作对象 技术手段 胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此了解哺乳动物受精和早期胚胎发育规律十分重要 2 受精 ：指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 1.概念 3.过程 2.场所 ：输卵管 准备阶段 受精阶段 准备阶段1：精子获能 准备阶段2：卵子的准备 3 受精 准备阶段1：精子获能 补充：精子的变形 精子在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力 精子获能的方法： ②培养在人工培植的获能液 肝素 Ca2＋载体 *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 ①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。 ②精子的运动需要依靠尾部的摆动，这个过程需要消耗能量。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 4 受精 准备阶段2：卵子的准备 动物排除的卵子成熟度不同，如马犬等排出的是初级卵母细胞，猪羊等排出的是次级卵母细胞，但它们都需要在输卵管内进一步成熟，到减二中期时，才具备与精子受精的能力。 5 受精 准备阶段2：卵子的准备 排卵是指卵巢中排出初级或次级卵母细胞的过程。 卵子需要在输卵管内达到MⅡ中期时，才具备受精能力 具备受精能力的卵子结构 6 受精 受精阶段 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 释放出多种酶，以溶解这些结构 精子接触卵细胞膜 透明带反应 精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 精子入卵 卵细胞膜反应 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 防止多精入卵的两个屏障 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，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。 雄原核 雌原核 放出第二极体 第一极体 2017年我国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华” 7 受精 雌、雄原核靠近 核膜消失，形成受精卵。 第一次卵裂即将开始 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。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。 受精完成的标志： 雌雄原核形成合子 受精的标志： 观察到两个极体或者雌雄原核 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。 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，观察到的两个极体为一个第一极体一个第二极体； 在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行怎样的处理？ 精子获能、卵细胞成熟培养。 8 受精 受精 受精 精子获能 受精前的准备 卵子准备 刚排出的精子必需在雌性动物的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” 卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力 精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道；将精子培养到获能液（Ca2+载体、肝素等）中使其获能 精子穿过卵细胞外结构 精子接触卵细胞膜 精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核 雌雄原核靠近 核膜消失 10 胚胎早期发育 人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 囊胚 原肠胚 受精卵开始向子宫移动，受精卵在输卵管一边移行，一边进行有丝分裂，逐渐发育成胚胎。 11 胚胎早期发育 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑椹胚 囊胚 透明带 内细胞团 滋养层 囊胚腔 卵裂期 ①细胞分裂方式是__________ ②细胞数目_______ ③胚胎总体积___________________ ④每个细胞的体积_________ ⑤胚胎总有机物_________ ⑥胚胎总DNA数________ ⑦每个细胞具有________________ 有丝分裂 增加 不增加或略有减小 减小 减小 增加 发育的全能性 受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，是在透明袋内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加 12 胚胎早期发育 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 桑葚胚 (2)特点 当卵裂产生的子细胞数目达到32个，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。 (1)概念