2.3.1胚胎工程课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程 胚胎工程的理论基础 授课人： 选择性必修三 第二章第三节 胚胎工程 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（体内）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。 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。 受 精 PART 01 一：受 精 卵巢 卵巢 输卵管 输卵管 子宫内膜 生殖道 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。 受精在输卵管内完成 受精过程 受精前的准备阶段 受精阶段 准备阶段1 准备阶段2 精子获能 卵子的准备 一：受 精 准备阶段1——精子获能 科学研究发现，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” 精子获能的方法： ①直接利用雌性动物的生殖道 ②培养在人工配制的获能液 牛 猪 绵羊 马 成熟精子和几种主要家畜的精子示意图 头 颈 线粒体鞘 尾 肝素 Ca2＋载体 一：受 精 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 透明带 卵细胞膜 核 （纺锤体—染色体复合物） 第一极体 具备受精能力的卵子结构 一：受 精 受精阶段 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 顶体反应 一：受 精 受精阶段 第2步：透明带反应 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。 阻止多精入卵的第一道屏障 第3步：精子入卵 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。 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。 阻止多精入卵的第二道屏障 一：受 精 受精阶段 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 第一极体 放出的 第二极体 卵子完成减数分裂Ⅱ 输卵管 精子入卵激活后 发生场所 发生时间 一：受 精 受精阶段 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 是否受精的标志： 观察到两个极体或雌、雄原核。 受精是否完成的标志： 雌、雄原核融合形成合子 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。 观察到的两个极体为一个是第一极体，一个是第二极体。 1/4 完成 1．下列关于胚胎工程的说法错误的是( ) A．胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行的多种显微操作和处理技术 B．胚胎工程技术包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术 C．胚胎工程的理论基础是哺乳动物受精、早期胚胎发育的规律 D．胚胎工程是对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作 B 1/4 完成 2．下列关于精子和卵子结合成受精卵的过程的叙述中，不正确的是( ) A．阻止多精入卵的屏障有透明带发生的生理反应和卵细胞膜发生的生理反应 B．受精卵中的细胞质主要来自卵子 C．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方 D．只有同种动物的精卵细胞才可以互相融合，这主要取决于细胞膜表面的糖蛋白 C 1/4 完成 3．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题： (1)图中字母表示的结构名称是： a.雄原核、b.雌原核。 (2)图中数字表示的过程是： ①精子穿过卵细胞膜外的结构并接触卵细胞膜。 ②精子进入卵细胞。 1/4 完成 2．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题： (3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作 。卵子一般在排出后都要在 中进一步成熟，当达到 时，才具备与精子受精的能力。 (4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是： 精子获能 输卵管 MⅡ期 有透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应这两道屏障。 胚胎早期发育 PART 02 卵 裂 期 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 原肠胚 幼体 胚胎发育 二：胚胎早期发育 胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加， 但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 1.卵裂： 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 项目 细胞数目 每个细胞体积 DNA总量 每个细胞内的 DNA总量 有机物总量 物质种类 变化 增多 减小 增多 不变 减少 增多 二：胚胎早期发育 桑葚胚 2．主要阶段及特点 （1）桑葚胚： 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。 桑葚胚通常有32个细胞左右。 每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 二：胚胎早期发育 2．主要阶段及特点 （2）囊胚 ①胚胎进一步发育，细胞逐渐 。 ②聚集在胚胎一端的细胞形成 ，将来发育成 。 ③沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为 细胞，它们将来发育 成 。 ④胚胎内部出现了含有液体的腔—— ，这个时期的胚胎叫做囊胚。 ⑤孵化：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来。 分化 内细胞团 滋养层 透明带 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 囊胚腔 孵化的意义：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 内细胞团 滋养层 囊胚腔 透明带 二：胚胎早期发育 （3）原肠胚 囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。 原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。 随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。 这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等，最终形成胎儿。 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 2．主要阶段及特点 二：胚胎早期发育 二：胚胎早期发育 二：胚胎早期发育 二：胚胎早期发育 思考∙讨论 不同动物受精卵发育的比较 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 动物种类 动物种类 小鼠 绵羊 猪 马 牛 受精卵发育的时间/h 2细胞 24~38 36~38 21~51 24 27~42 受精卵发育的时间/h 4细胞 38~50 42 51~66 30~36 44~65 受精卵发育的时间/h 8细胞 50~60 48 66~72 50~60 46~90 受精卵发育的时间/h 16细胞 60~70 67~72 90~110 72 96~120 受精卵发育的时间/h 桑葚胚 68~80 96 110~114 98~106 120~144 进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段 天 3 3~4 2~2.5 6 4~5 进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段 发育阶段 桑葚胚 16细胞 4~6细胞 囊胚 8~16细胞 二：胚胎早期发育 思考∙讨论 不同动物受精卵发育的比较 讨论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。 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？ 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，在实践中通常发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。 二：胚胎早期发育 思考∙讨论 不同动物受精卵发育的比较 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。 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。 1/4 完成 1．下列有关胚胎发育的说法，正确的是( ) A．受精卵卵裂时的细胞数目增加，导致胚胎体积增大 B．桑葚胚阶段之前的每一个细胞都具有全能性 C．孵化是指透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，发生在原肠胚 D．囊胚中的内细胞团细胞开始出现分化 B 1/4 完成 2．如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( ) A．图中过程①是在透明带内发育的 B．受精卵形成囊胚的过程中，要进行有丝分裂和减数分裂 C．原肠胚随分化程度的升高，细胞的全能性不断升高 D．图中性成熟的个体是通过有性生殖获得的 D 1/4 完成 3．下列有关哺乳动物受精卵在卵裂过程中发生的变化的叙述，正确的是( ) A．细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大 B．细胞的数量增多，有机物含量增加 C．每个细胞的核DNA含量不断增加 D．逐渐出现了原肠胚，并有了胚层的分化 A 1/4 完成 4．下图为某哺乳动物受精作用及胚胎发育过程示意图。下列叙述错误的是( ) A．卵子成熟和①过程发生在雌性动物的输卵管中 B．②③④过程都发生有丝分裂，b发生孵化 C．a由内细胞团、滋养层和囊胚腔构成 D．在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，是完成受精的标志 B 1/4 完成 5．嵌合体在免疫学上的含义是指一个机体身上有两种或两种以上染色体组成不同的细胞系同时存在，彼此能够耐受，不产生排斥反应，相互间处于嵌合状态。如图表示构建嵌合体小鼠的实验，下列叙述错误的是( ) A．正在卵裂中的早期胚胎细胞数目不断增加，但胚胎总体积并不增加 B．胚胎在囊胚阶段继续分化，其中的滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘 C．嵌合体幼鼠的一个细胞中同时有白鼠和黑鼠的基因 D．囊胚中分离的胚胎干细胞具有分化成各种细胞并进一步形成组织、器官甚至是个体的潜能，iPS细胞是与其相类似的一种细胞 C 谢谢观看 胚胎工程的理论基础 授课人： 选择性必修三 第二章第三节