2.3.1胚胎工程的理论基础课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 第一课时 胚胎工程的理论基础 对畜牧生产中的生物学现象进行分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。 与植物细胞工程不同，在目前技术条件下，我们还无法通过直接对完全分化的动物细胞、组织进行培养而获得动物个体。不过，我们可以通过对动物早期胚胎或配子进行处理来获得目标动物个体。那么，什么是动物 早期胚胎?动物早期胚胎又是怎样形成的呢? 简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。 1.哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎的发育规律是胚胎工程重要的理论基础。（生命观念） 2.在克隆动物的培育过程中，还需要用到胚胎移植技术，它属于胚胎工程的范畴。（科学思维） 一、胚胎工程 1.操作对象：生殖细胞、受精卵或 细胞。 2.技术手段：体外受精、 和胚胎分割等。 3.操作水平：主要集中在 水平。 4.实质：在体外条件下，对动物 和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。 5.理论基础：哺乳动物受精和 的规律。 细胞 早期胚胎 胚胎移植 胚胎早期发育 自然受精 1.受精的概念：精子与卵子结合形成 的过程。 2.受精的场所：哺乳动物的受精在 内完成。 3.受精前的准备阶段 （1）精子获能：刚排出的精子不能立即与卵子受精，必 须在 生相应的生理变化后，才能获得 。 （2）卵子的准备：发育到 ，才具备与精子受 精的能力。 雌性动物的生殖道 受精能力 MⅡ时期 二、受精 合子 输卵管 受精过程 4.受精阶段 防止多精入卵的屏障 雌雄原核形成及融合 精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的 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， 也会也立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 卵细胞膜 透明带 雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个 ，最后形成雄原核。 雄原核形成：精子入卵后，卵子被激活完成减数分裂II并排出 后，形成雌原核。 原核融合：雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近， ，形成受精卵，其含有 染色体组。 新的核膜 第二极体 核膜消失 两个 雄原核 雌原核 放出第二极体 第一极体 1．刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？ 不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟，到MⅡ期才能受精。 2．防止多精入卵的屏障有哪些？受精的标志和受精完成的标志相 同吗？说明原因。 两道屏障防止多精入卵：透明带生理反应和卵细胞膜生理反应。 不同。受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 对受精现象进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。 ？ 对受精过程的认识 1.成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。 2.精子需要经过获能才能进行受精作用，而卵子卵子排出到输卵管， 进一步成熟到减数分裂Ⅱ。 3.雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。 4.受精卵的核基因来自精子和卵子（各占一半），受精卵的质基因来自几乎全部来自卵子。 对受精过程进行归纳概括，体现了科学思维的核心素养。 【易错提醒】 【归纳提升】 对精子与卵子的发生进行比较，体现了科学思维的核心素养。 生殖细胞类型 精子 卵子 场 所 睾丸 卵巢、输卵管 开始时间 初情期以后 细胞增殖方式 先有丝分裂，后减数分裂 先有丝分裂后，减数分裂 子细胞数目 4个，精子细胞 1个卵细胞，3个极体 是否变形 不变形 重要区别 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的，而精子是从 开始的 变形 性别分化以后 初情期 【例1】下列有关哺乳动物受精的表述，正确的是 (　　) A．在自然条件下，受精在子宫中完成 B．精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力 C．精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵 D．精子入卵后，精卵立即融合形成受精卵 C 在自然条件下，受精在输卵管中完成，A错误；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内发生相应的生理变化后，才能获得受精的能力，卵子排出后发育到M期后，才具备与精子受精的能力，B错误；精子入卵后，先形成雄原核，此时卵子被激活，完成减数分裂II，释放第二极体形成雌原核，然后雌雄原核进一步发育融合，标志着受精完成，形成受精卵，D错误。 二、胚胎早期发育 1．发育场所： 。 2．细胞分裂方式： 。 输卵管、子宫 有丝分裂 受精卵 胚胎 3. 发育过程： 受精卵 卵裂 桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚胎发育早期，有一段时间是在 内进行。 细胞数量不断 ，胚胎总体积并不增加或略有缩小。 卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的 ，形似桑葚。 细胞都属于全能细胞。 细胞开始分化， 滋养层形成胎膜和胎盘； 形成各种组织。 胚层分化，出现外中内三胚层。 三胚层分化成各种 。 透明带 细胞团 增加 组织、器官 内细胞团 受精卵 桑葚胚 卵裂期 囊胚 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 1.细胞分化开始出现于哪个时期？符号1的部分细胞将来形成什么结构？ 囊胚。1为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。 2.胚胎发育的阶段及每个阶段的特点是什么？ 桑葚胚：子细胞形成致密的细胞团。囊胚：开始出现细胞分化，出现内细胞团和滋养层，出现囊胚腔，透明带破裂(孵化)。原肠胚：进一步发育，具有三个胚层。 对胚胎发育过程进行分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。 根据胚胎发育过程图，回答下列问题： 【易错提醒】 1.误认为卵裂期DNA总量增加，细胞数量增加，胚胎体积就增大。卵裂期细胞数量虽然增加，但由于不从外界获取营养物质，因此胚胎总体积并不增大或略有缩小，每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小。 2.误认为细胞分化只发生在胚胎发育早期。在胚胎发育过程中，细胞分化是从囊胚期开始的，原肠胚阶段是早期胚胎发育中分化程度最高的阶段，细胞分化贯穿在整个个体发育过程中。 对胚胎发育的易错点进行归纳总结，体现了科学探究的核心素养。 【例2】（2024·红河高二检测）下列有关胚胎早期发育的说法，错 误的是（　　） A.胚胎从透明带内伸展出来的过程称为孵化 B.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 C.胚胎发育到囊胚期时出现囊胚腔 D.原肠胚时期，胚胎进一步发育产生三个胚层 B 孵化是指胚胎从透明带内伸展出来的过程，A正确；受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目增多，但是有机物总量在不断减少，B错误；胚胎发育到囊胚期时，胚胎内部逐渐出现囊胚腔，C正确；原肠胚时期进一步分化产生三个胚层，包括外胚层、中胚层和内胚层，D正确。 概念 胚胎工程的理论基础 胚胎工程 受精 概念 技术 准备阶段 受精阶段 卵裂期 场所 过程 桑葚胚期 胚胎发育 幼体 囊胚期 受精卵 原肠胚期 1．（多选）下列关于受精过程的叙述，正确的是 (　 ) A．获能后的精子与卵子相遇时，释放多种酶 B．受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞 C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D．雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅰ ABC 获能精子与卵子相遇时，释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构，A正确；受精作用是精子和次级卵母细胞的结合，受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞，B正确；精子与卵细胞结合，首先是细胞膜融合，然后精子入卵，C正确；在精子形成雄原核时，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，雌、雄原核结合，完成受精作用，D错误。 2. 关于桑葚胚和囊胚的比较，以下说法错误的是 (　 ) A．桑葚胚的各细胞结构功能基本相同 B．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的 D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的， 而是转录水平上的 C 囊胚期细胞分化是由于基因的选择性表达引起的，并非遗传物质突变,C错误、B正确；桑椹胚时期，细胞还未分化，因此各细胞结构与功能基本相同，A正确；囊胚期内细胞团和滋养层细胞在复制时的DNA模板链相同，都为该生物的基因，但在转录时，由于基因的选择性表达，有些基因转录，有些则不转录，因而出现了差异，D正确。 3.如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示 (　　) A．有机物总量 B．每个细胞DNA的含量 C．所有细胞体积之和 D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值 D 由受精卵发育至囊胚的过程中，细胞不断分裂消耗有机物，所以胚胎中的有机物总量有所减少，A错误；受精卵发育至囊胚过程中的细胞分裂方式是有丝分裂，产生的子细胞和亲代细胞的核DNA含量相同，所以每个细胞中DNA含量基本不变，但胚胎中DNA总含量增加，B错误；受精卵发育至囊胚过程中细胞数目不断增多，胚胎总体积不变或略有缩小，所有细胞的表面积总和越来越大，所以所有细胞表面积总和与体积总和的比值越来越大，C错误，D正确。 4.如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答下列问题: (1)图中A、B、C阶段中,表示囊胚和原肠胚的是__________。  (2)写出图中各标号的名称:[2]__________,[4]__________,[5]__________, [7]__________,[8]__________。  (1)图中A是桑葚胚,B是囊胚,C是原肠胚。(2)图B中[1]是滋养层,[2]是内细胞团,[3]是透明带,[4]是囊胚腔;图C中[5]是外胚层,[6]是滋养层,[7]是原肠腔,[8]是内胚层。 B、C 内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)A时期的细胞具有发育上的_____性,B时期开始出现_ ______,C时期开始出现________。  (4)[2]将来发育成________________。  (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的,合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是_____________________________。  (3)桑葚胚细胞具有全能性;囊胚期开始出现细胞分化,已分化为滋养层细胞和内细胞团;原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带和卵细胞膜发生生理反应是防止多精入卵的两道屏障。 全能 细胞分化 胚层分化 胎儿的各种组织 透明带和卵细胞膜发生生理反应 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$