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（2019）选择性必修3

第3节 胚胎工程 2.3.1 胚胎工程的理论基础 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。 操作对象 胚胎工程 技术种类 操作水平 目 的 主要集中在细胞水平上 理论基础： 哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律 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 认真阅读P56-57，思考下列问题： 1. 受精的场所？包括几个阶段？ 2. 什么是精子获能？精子获能是指精子获得能量吗？精子获能的方法？ 3. 排出的卵子是成熟的卵细胞吗？卵子成熟的场所？ 卵子发育至哪个时期才具备受精的能力？ 一、受精的基本过程 《金》P63新知一 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精： 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 准备阶段1：精子获能 （1）概念： 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”。 （3）研究精子获能机制的意义： 实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为___ __________的建立奠定了基础。 体外受精技术 （2）获能方法： *获能液的成分因动物种类不同而有所差异； *获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等； 直接利用 使精子获能； 将精子培养在 中使其获能； 雌性动物生殖道 人工配制的获能液 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，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。 注意 ①精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 ②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。 2. 什么是精子获能？精子获能是指精子获得能量吗？精子获能的方法？ 准备阶段1：精子获能 头 颈 线粒体鞘 尾 *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 （4）成熟精子结构 （细胞核） （中心体） 顶体（高尔基体） 思考：精子的结构特性与其功能有什么相关性？ 精子运动提供能量 遗传物质储存场所 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精： 2.准备阶段Ⅱ——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 思考：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？ ①精子：获能处理；②卵子：成熟培养 受精阶段 自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，回答以下问题 1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？ 2.防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？ 3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？ 4.卵细胞受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？ 受精 一 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精： 3.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 精子入卵 卵细胞膜反应 透明带反应：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 卵细胞膜反应：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 受精阶段 1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？ 2.防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？ （维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定） 借助自身运动 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 精子接触卵细胞膜 透明带反应 精子形成雄原核 精子入卵 卵细胞膜反应 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 防止多精入卵的两个屏障 卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 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，观察到的两个极体为一个第一极体一个第二极体(P58相关信息) 3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？ 雌、雄原核靠近 核膜消失，形成受精卵 第一次卵裂即将开始 受精的标志： 观察到两个极体或者雌、雄原核。 受精完成的标志：