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

第三节 胚胎工程 第1课时 胚胎工程的理论基础 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。 能不能让引进的优良奶牛快速、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？ 从社会中来 胚胎工程 胚胎工程 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。 哺乳动物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。 操作对象 技术手段 目的 工程实质 理论基础 2 胚胎工程的理论基础 指 和 结合形成 的过程。 一、概念： 三、过程 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 二、场所： 精子 卵子 合子（即受精卵） ——受精和胚胎早期发育 受精 受精过程体现了细胞膜的什么作用： ①细胞膜的功能：进行细胞间信息交流 ②细胞膜的结构：具有一定的流动性 哺乳动物的输卵管内。 刚刚排出的精子无受精能力，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——精子获能 精子获能 ①体内获能：直接利用雌性动物生殖道使精子获能 ②体外获能：将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。 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。 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 准备阶段1：精子获能 受精 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 成熟精子的结构 （细胞核） （中心体） 顶体（高尔基体） 准备阶段1：精子获能 受精 卵子的发生 ①场所： ②时间： ③特点： 卵巢(卵泡中) 胚胎在性别分化后 分裂过程不连续，有两次暂停 卵子的准备：卵巢排出的卵子发育到 期 MⅡ 不同动物排出的卵子成熟度不同 由卵巢产生，在输卵管中进一步成熟 准备阶段2：卵子的准备 受精 准备阶段2：卵子的准备 受精 准备阶段2：卵子的准备 受精 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 MⅡ期卵母细胞 发育 马、犬排卵 猪、羊排卵 排出的卵子要在 内发育到 时，才具备与精子受精的能力。 输卵管 MⅡ期 不同动物排出的卵子成熟度不同 准备阶段2：卵子的准备 受精 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 受精阶段 受精 第2步：透明带发生生理反应 在精子触及卵细胞膜的瞬间 透明带反应（阻止多精入卵的第一道屏障） 透明带会迅速发生生理反应 阻止后来的精子进入透明带 受精阶段 受精 第3步：精子入卵 精子入卵后 卵细胞膜反应（阻止多精入卵的第二道屏障） 第4步：卵细胞膜发生生理反应 精子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。 为什么要防止多精入卵？ 维持各种生物前后代体细胞染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。 卵细胞膜会立即发生生理反应 拒绝其他精子再进入卵内 受精阶段 受精 第5步：雌雄原核的形成 雄原核的形成： 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。 雄原核 雌原核 第一极体 放出的 第二极体 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。 受精阶段 受精 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 受精阶段 受精 受精的标志 放出的第二极体 第一极体 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ 雄原核 雌原核 观察到两个极体或者雌、雄原核。 受精完成的标志 雌雄原核形成合子 受精阶段 受精 思考 ①核遗传物质： ②细胞质的遗传物质： 受精卵遗传物质来源于？ 来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2) 几乎全部来自卵细胞 2 胚胎工程的理论基础 ——受精和胚胎早期发育 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 二、方式： 一、场所： 输卵管、子宫 卵裂 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 三、卵裂期的特点 ①细胞在 进行__________（分裂方式） ②细胞数目_____ ③胚胎总体积________ ④每个细胞的体积______ ⑤胚胎DNA总量______ ⑥每个细胞内的DNA总量______ ⑦胚胎有机物总量_____ ⑧物质种类______ 有丝分裂 增加 不增加 减小 减小 增加 不变 透明带内 增多 桑椹胚：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑椹。 每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 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 囊胚进一步扩大会导致透明带破裂破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 囊胚 囊胚进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔。 孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 囊胚 原肠胚 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，内、外两个胚层之间形成中胚层。 由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统 内胚层 外胚层 中胚层 原肠腔 胚胎发育全过程 全能细胞 细胞分化 幼体 继续分化 出生发育 成熟个体 孵化 卵裂期 胚胎发育 个体发育 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 外胚层 中胚层 内胚层 （原肠腔） Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$