2.3胚胎工程第一课时课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件围绕胚胎工程的核心概念展开，以奶牛产奶量提升的实际问题导入，自然引出体外受精、胚胎移植与分割等技术，构建了从生活情境到科学原理再到应用实践的学习支架，逻辑清晰，层层递进。 其亮点在于深度融合生命观念与科学思维，如通过对比不同动物胚胎发育阶段数据表，引导学生分析哺乳动物体内受精与胚胎发育规律，培养结构与功能观及归纳推理能力。同时设置多角度思考题，鼓励质疑和批判性判断，强化探究实践意识。教师可借此提升课堂深度，学生则能建立系统认知，掌握解决真实生物工程问题的方法。

课前背诵： 1、动物细胞核移植的概念、原理、生殖方式、种类？ 2、书写动物体细胞核移植的过程及其所用到的技术？ 3、核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？ 4、受体细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么“去核”？ 5、诱导融合的方法？融合的结果？ 6、什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？ 7、克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？ 8、动物体细胞核移植技术的应用前景和存在问题？ 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？ 良种荷斯坦奶牛 可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代； 新课导入 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程（第1课时） 学习目标 1.简述受精和胚胎早期发育的基本过程。 2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 3.运用胚胎工程的基本概念和原理,对生产、生活中的相关问题进行分析和判断。 结合导学案，阅读课本P56-59，思考以下问题 1、胚胎工程的概念、操作对象、技术手段、工程实质、理论基础？ 2、受精的概念、场所、过程？ 3、精子获能的概念和方法、研究精子获能机制的意义？ 4、精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，为什么细胞核和线粒体都保留下来？ 5、卵子成熟的场所和具备与精子受精能力的时期？ 6、受精的过程及过程中相关问题（导学案 课堂合作探究 探究一） 7、受胚胎早期发育的过程及过程中相关问题（导学案 课堂合作探究 探究二） 思 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，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。 1.操作对象：______________________________________； 2.技术种类：________________________________； 3.工程实质：__________________________________________； 4.理论基础：______________________________________； 动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 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起胚胎发育条件进行的模拟操作 1.定义： 指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 2.场所： 输卵管内 3.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 一、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 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 ②尾的发育 ⑤精子形成 精子形成过程 （一）准备阶段 1 —精子获能 （1）精原细胞→有丝分裂→大量精原细胞→部分细胞染色体复制→初级精母细胞 （2）初级精母细胞→MI→2个次级精母细胞→MII→4个精细胞 （3）精细胞→变形→精子 精细胞变形为精子的过程中，细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为原生质滴，而后脱落。 （一）准备阶段 1 —精子获能 成熟精子和几种主要家畜的精子示意图 精细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，为什么细胞核和线粒体都保留下来？ 问 1、细胞核——是精子储存遗传物质的场所，决定后代的遗传特性，参与受精过程。 2、线粒体——是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 注意：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。 P59拓展应用1 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”。 2、获能方法： （1）直接利用 使精子获能； （2）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 注意：不是获得能量 3、研究精子获能机制的意义： 实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为______________的建立奠定了基础。 体外受精技术 （一）准备阶段 1 —精子获能 *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； 卵巢(卵泡中) 场所： （一）准备阶段 2 —卵子的准备 输卵管 卵巢 子宫 不同发育阶段的卵泡 排卵：卵子从卵泡中排出。 卵子：一般指雌性动物的生殖细胞。 （一）准备阶段 2 —卵子的准备 1、卵子一般在排出______后才能被精子穿入 2、动物排出的卵子成熟程度不同： 有的可能是____________，如马、犬等； 有的可能是____________，如猪、羊等； 3、卵子成熟的场所： 排出的卵子都要在________进一步成熟 4、卵子具备与精子受精能力的时期： 2-3h 初级卵母细胞 次级卵母细胞 输卵管内 MⅡ 5、具备受精能力的卵子结构 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 1、过程 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 精子释放多种酶溶解膜外结构 精子接触卵细胞膜 透明带反应 精子触及卵细胞的瞬间，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 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 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 雄原核 第一极体 雌原核 第二极体 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——雄原核 防止多精入卵的两个屏障 （二）受精阶段 机体在长期进化过程中形成的、用来保障本物种延续的机制 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。 受精的标志 ： 2、受精完成的标志： 两个极体 雌雄原核 受精标志 雌雄原核核膜消失， 形成合子 （二）受精阶段 观察到两个极体或雌雄原核 多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂 1、受精卵中的遗传物质父母双方各占一半，对吗？ 不对。受精卵中染色体中的遗传物质双亲各占一半，但受精卵细胞质中的遗传物质来自母方。故受精卵中的遗传物质来自母方的要多于父方。 思考： 2、在动物体内卵细胞与精子结合发生的场所在哪？受精后将会一直在这里发育吗？ 输卵管。受精卵发育到一定阶段，就会移入子宫内继续发育。 3、哺乳动物个体发育的起点是什么？其胚胎发育的整个过程发生的场所是在哪里？ 起点是受精卵。胚胎发育的整个过程发生的场所是在输卵管和子宫。 受精卵 桑葚胚 原肠胚 卵裂 囊胚 （1）概念： 胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 （2）场所： 透明带内 （3）分裂方式： 有丝分裂 （4）特点： 细胞数量-------------，胚胎总体积________ 每个细胞体积________ DNA总数目_______ 每个细胞的核DNA数目_____ 有机物总量_____，有机物种类_____ 不断增加 并不增加 不断减小 不断增加 不变 减少 增加 1.卵裂 二、胚胎早期发育 受精卵 桑葚胚 原肠胚 卵裂 囊胚 2.桑葚胚 （1）概念： 当卵裂产生的子细胞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。 （2）特点： b:此时期每一个细胞都具有全能性，具有发育成完整个体的潜能 a:胚胎细胞数目在32个左右 二、胚胎早期发育 桑葚胚 原肠胚 卵裂 囊胚 受精卵 3.囊胚 （1）概念： 胚胎进一步发育，细胞开始出现____，形成________、______；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有____的囊腔—______，这个时期的胚胎叫做囊胚； 分化 内细胞团 滋养层 液体 囊胚腔 二、胚胎早期发育 （2）特点： 细胞开始出现分化 （3）结构 内细胞团： 滋养层： 囊胚腔 将来发育成胎儿的各种组织 发育成胎膜和胎盘。 内细胞团 囊胚腔 滋养层 *内细胞团细胞具有全能性 （4）孵化： 透明带 伸展出来 透明带 ①概念： ②意义： 孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育 囊胚进一步扩大，会导致_______破裂，胚胎从_______中________，这一过程叫做孵化 受精卵 桑葚胚 原肠胚 卵裂 囊胚 4、原肠胚 结构 外胚层： 内胚层： 中胚层： 表面的细胞层 向内迁移的细胞 内外两个胚层之间 逐渐分化形成各种组织、器官等 二、胚胎早期发育 思考：胚胎发育过程中开始出现细胞分化的阶段和细胞分化最显著的阶段分别是哪些时期？细胞分化的原因是什么？ 开始出现细胞分化的阶段是囊胚期。细胞分化最显著的阶段是原肠胚的三个胚层分化形成各种组织、器官。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。 胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育 2 思考讨论 动物 种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段 小鼠 24~38 38 〜50 50 〜60 60 〜70 68 〜80 3 桑葚胚 绵羊 36~38 42 48 67 〜72 96 3~4 16细胞 猪 21 〜51 51-66 66~72 90-110 110-114 2~2.5 4~6细胞 马 24 30 〜36 50 〜60 72 98-106 6 囊胚 牛 27~42 44 〜65 46 〜90 96-120 120-144 4〜5 8~ 16细胞 不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表。 注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。 讨论1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 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。 比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。 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。 讨论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。 讨论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？ 【课堂小结】 受精 早期胚胎发育 受精前的准备 精子和卵子的结构 受精的过程 精子穿越透明带 囊胚 原肠胚 精子进入细胞膜 雌雄原核的形成 核膜重构成受精卵 卵裂 桑葚胚 胚胎工程的理论基础 $