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

希普：首例胚胎移植成功 哈里森:首创动物组织体外培养法 张明觉：发现哺乳动物精子获能现象 格登、童第周：体细胞核移植成功 试管家兔诞生 米尔斯坦和科勒：创立单克隆抗体技术 胚胎分割移植成功 埃文斯：成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞 克隆羊多莉诞生 山中伸弥：获得诱导多能干细胞 单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 我国科学家首次培育了体细胞克隆猴 1890年 1907年 1951年 1958年 1959年 1975年 1978年 1981年 1996年 2006年 2014年 2017年 第二章 细胞工程 第3节 胚胎工程 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，以满足人类的各种需求。 操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 工程实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胎发育条件进行的模拟操作 一、胚胎工程的理论基础 二、胚胎早期发育 一、胚胎工程的理论基础 受精 受精是精子和卵子结合形成合子的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段，在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管完成 有丝分裂 精细胞 精子 初级精母细胞 次级精母细胞 体细胞 精原细胞 细胞分化 复 制 联 会 前 前 中 后 前 中 后 末 精子细胞 细胞核 高尔基体 中心体 线粒体 其他物质 精子头部主要部分 头部的顶体 精子的尾 精子的尾基部的线粒体鞘 原生质滴（最后脱落） 精子的性状：外形似蝌蚪，分为头、颈、尾三大部分 不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体型大小____ 。 相似 无关 不同 一、胚胎工程的理论基础 受精 准备阶段1——精子的获能 即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 A.使精子获能的方法有直接利用雌性动物生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。 B.获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 一、胚胎工程的理论基础 受精 准备阶段2——卵子的准备 卵原细胞 初级卵母细胞 极体 次级卵母细胞 卵细胞 极体 （第一） （第二） 一般不进行MⅡ 间期 MⅠ 卵原细胞 胎儿时期 第一极体 MⅡ 卵子 第二极体 退化消失 受精 初级卵母细胞 次级卵母细胞 合子 在排卵前后完成 被卵泡细胞包围，形成卵泡 时间：在受精过程中 场所：输卵管 一、胚胎工程的理论基础 受精 准备阶段2——卵子的准备 卵子：一般排出2-3小时才能被精子穿入。 排卵 初级卵母细胞（马、犬） 次级卵母细胞（猪、牛、羊） 场所：输卵管 时期：MⅡ中期 具备与精子受精的能力 一、胚胎工程的理论基础 受精 具体过程 精子穿越放射冠： 顶体反应：获能后精子与卵细胞相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。 透明带反应（防止多精进入卵的第一道屏障）精子穿过放射冠，穿越透明带，并接触卵细胞膜时，产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。 穿越透明带： 一、胚胎工程的理论基础 受精 具体过程 进入卵细胞膜： 当精子与卵细胞接触后，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，并发生膜融合。卵细胞膜反应（防止多精进入卵细胞的第二道屏障），精子进入卵后，卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应。 一、胚胎工程的理论基础 受精 具体过程 形成原核： ①雄原核的形成：精子进入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成雄原核。 ②雌原核的形成：被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。 形成合子： 雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成含二倍体染色体的合子（即受精卵）。 一、胚胎工程的理论基础 二、胚胎早期发育 二、胚胎早期发育 起点：受精卵 分裂方式：有丝分裂 过程： 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚 早期胚胎发育 2细胞 4细胞 8细胞 受精卵 桑葚胚（32细胞） 透明带 二、胚胎早期发育 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚 早期胚胎发育 2细胞 4细胞 8细胞 受精卵 桑葚胚（32细胞） 透明带 细胞分裂方式为________ 细胞数目_________ 每个细胞体积_________ 胚胎总体积______或略有_____ 有机物总量_______ 有机物种类_________ DNA总数目_____ 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 减少 增加 增加 囊胚 桑葚胚 发育成胎儿的各种组织 发育胎膜和胎盘 内细胞团细胞具有全能性 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 胚胎进一步发育，出现细胞分化 二、胚胎早期发育 囊胚期 二、胚胎早期发育 原肠胚期 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。 由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统 孵化 囊胚从透明带中伸展出来 二、胚胎早期发育 思考讨论：不同动物受精卵发育的比较 1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高? 马的胚胎进人子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。 2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎?如果换成牛又该怎样处理? 小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。 3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础?请结合所学习的内容举例说明。 胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础.上实现的。人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。 第二章 细胞工程 第3节 胚胎工程 $$