2.3.1胚胎工程的理论基础1课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦胚胎工程核心内容，涵盖受精的准备阶段（精子获能、卵子准备）、受精过程（防止多精入卵机制）及胚胎早期发育（卵裂期至原肠胚阶段）。课堂导入从“从社会中来”的良种荷斯坦奶牛繁育问题切入，通过克隆技术与胚胎工程的对比，引导学生思考遗传多样性差异，搭建新旧知识联系的学习支架。 该资料亮点在于融合科学思维与探究实践，通过“思考·讨论”中不同动物胚胎发育阶段比较表格，引导学生分析数据归纳规律，培养数据分析与逻辑推理能力。自主预习、概念图构建及拓展应用环节，鼓励学生查阅资料深入探究，既为教师提供丰富教学素材，又帮助学生提升解决实际问题的能力与科学探究品格。

2.3 胚胎工程 从社会中来 良种荷斯坦奶牛 你能想出什么方法来扩大良种荷斯坦奶牛种群的数量呢? 培育克隆牛可以达到快速繁育的目的。如果繁育成功，这样的种群在遗传多样性上与自然种群有何区别? 要想获得在遗传多样性上具有更大优势的后代，你能想出其他繁育方法吗? 阅读教材“从社会中来”了解我国在奶牛生产中存在的问题，思考以下问题： “克隆”属于无性生殖，后代的遗传多样性低。 克隆技术 胚胎工程 模拟有性生殖，进行体外受精，培育试管动物。 认真阅读P56-57（看到准备阶段2），思考下列问题： 1.完成概念图： 自主预习 受精 概念？ 场所？ 阶段 ？ 精子获能 卵子准备 ？ 概念？ 方法？①② 排卵时卵子的成熟程度？ 进一步成熟 场所？ 时期？ 2.受精过程（入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？） 3.防止多精入卵的机制有几个？有什么意义？ 头 颈 线粒体鞘 尾 （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？ 线粒体鞘→精子运动提供能量 头部→遗传物质储存场所 （一）准备阶段 一、受精 成熟精子结构： *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 准备阶段1 精子获能（方法） 输卵管 输卵管 子宫内膜 生殖道 准备阶段2 卵子的准备 一、受精 卵巢 卵巢 在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行处理: 精子—获能处理；卵子—成熟培养，MⅡ（中）期 不同动物排卵排出的卵子成熟程度相同吗？ 图为初级/次级卵母细胞？ 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 5 防止多精子入卵受精的两个屏障 精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等） 精子接触卵细胞膜 精子头部入卵 形成雄原核、雌原核 雌、雄原核靠近，核膜消失，形成受精卵 ——透明带反应 ——卵细胞膜反应 释放多种酶，溶解 （二）受精过程： 受精卵遗传物质的来源： 核DNA：精子和卵子各提供一半 质DNA：几乎全部来自卵子 思考： 1.受精的标志是什么？（P58相关信息） 2.受精卵中的遗传物质父母双方各占一半吗? 意义：保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。 1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。 （1）在自然条件下，受精在子宫中完成。 （2）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。 （3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。 × × √ 练一练 阅读课本第58页，回答下列的问题 1.早期胚胎发育场所？经历了哪些阶段？（注：桑椹胚之前都属卵裂期） 2.思考：受精卵分裂早期（卵裂期），胚胎总体积？ 胚胎中总体DNA含量？ 每个细胞的DNA含量？ 胚胎中细胞数目及体积？胚胎中有机物含量？ 3.什么是桑葚胚？有何特点？ 4.细胞开始分化出现在哪个时期？ 5.囊胚期会形成哪些结构？各个结构将来会发育形成什么？ 6.名词理解：孵化 7.原肠胚有什么特点？ 自主预习并小组讨论 二、胚胎早期发育 内细胞团 囊胚腔 滋养层 囊胚 透明带 桑葚胚 桑葚胚特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，每个细胞都具有全能性，属于全能干细胞。 卵裂 + 桑葚胚+囊胚 囊胚扩大→孵化 2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ） A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔 B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得 C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 A 练习与应用 思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较P59 动物种类 进入子宫时发育的天数 进入子宫时的发育阶段 小鼠 3 桑葚胚 山羊 4 10-16细胞 绵羊 3-4 16细胞 猪 2-2.5 4-6细胞 马 6 囊胚 牛 4-5 8-16细胞 1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 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？ 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。 思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 动物种类 进入子宫时发育的天数 进入子宫时的发育阶段 小鼠 3 桑葚胚 山羊 4 10-16细胞 绵羊 3-4 16细胞 猪 2-2.5 4-6细胞 马 6 囊胚 牛 4-5 8-16细胞 1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段 思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 动物种类 进入子宫时发育的天数 进入子宫时的发育阶段 小鼠 3 桑葚胚 牛 4-5 8-16细胞 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，在实践中通常将发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。 思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 3.为什么说有关动物体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？ 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 1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。 2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的?除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些?感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗? 细胞核和线粒体都是精子的重要结构。 细胞核——遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性 线粒体——进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。 二、拓展应用 提示：出题的目的不是让学生准确地答出精子获能的机制和防止多精入卵的具体机制，而是鼓励有兴趣的学生去查阅资料或请教专家，并引导他们去查阅相对专业的书籍，这是学习的深入过程。这里涉及的问题，在普通生物学或者一般的细胞工程专著中可能找不到答案，需要查阅生殖生物学相关书籍。通过查阅专业资料，学生能了解到， 特别提醒： 1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化限度最大的阶段，但细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中。 2.桑葚胚及以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期。 3.桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。 18 胚胎期达到最大限度 【课堂小结】 Lavf58.46.101 $