2.3.1胚胎工程的理论基础课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦胚胎工程的理论基础，涵盖受精（准备阶段与过程）及早期胚胎发育（卵裂至原肠胚阶段）。课堂导入从奶牛繁殖难题切入，通过设问引出核移植、胚胎工程等方案，构建问题导向的学习支架，衔接社会需求与学科知识。 其亮点在于以任务驱动（阅读课本、构建受精过程图）和视频辅助（人类受精、胚胎发育视频）为主线，结合思考讨论（不同动物胚胎移植阶段分析），培养科学思维与探究实践。通过归纳受精防线、胚胎发育阶段等，强化生命观念中的结构与功能观，助力学生系统掌握知识，教师可提升教学互动性与效率。

从社会中来： 思考:你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？ ①核移植技术进行克隆 ②可以通过体外受精、胚胎分割等胚胎工程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。 什么是胚胎工程呢 新课导入 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，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，能不能让引进的良种奶牛快速、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？ 胚胎工程的理论基础 简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 （一） 一、学习目标 二、重难点 1.说明胚胎的形成经过了受精及早期发育等过程。 2.简述受精和胚胎早期发育的基本过程。 1.受精的基本过程。 2.受精过程中精子和卵子的生理变化。 3.胚胎早期发育的基本过程。 三、本节课课标要求： 【任务】 1.阅读课本56页第1-2段，明确胚胎工程的概念、常用技术和实质。 一、胚胎工程的理论基础 胚胎工程指对生殖细胞、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。 1.常用技术 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 在体外条件下，对哺乳动物自然受精和早期胚胎发育条件 进行的模拟操作。 2.工程实质 细胞水平上 胚胎工程的理论基础是什么？ 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 一、胚胎工程的理论基础 【任务】阅读课本56页第3-4段和相关信息及57页，明确哺乳动物受精的规律是怎样的？ 受精是精子与卵子结合形成合子（受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。 1.概念 2.场所 输卵管 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 体内受精 （一）受精： 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精： (1)准备阶段Ⅰ——精子获能 ①概念： 刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在_________________发生_______________后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。 雌性动物的生殖道 相应的生理变化 注意：精子获能实质是让精子获得受精能力，而不是获得能量。 ②获能方法： a.直接利用雌性动物的生殖道，使精子获能； b.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有所差异,常见的有效成分有肝素，钙离子载体等。 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 3.过程 拓展延伸 精子的形成过程和结构 精子的形成过程 曲细精管的精原细胞 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 有丝分裂 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 染色体复制 变形 精子变形的过程 ⑤精子形成 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 ②尾的发育 ③精子头出现 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精： 【补充】精子变形的过程和结构 ⑤精子形成 ②尾的发育 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 细胞核： 高尔基体： 中心体: 线粒体： 其它物质： 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘 原生质滴 思考: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？ 精子头部的 主要部分 细胞核——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。 线粒体——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。 3.过程 一、胚胎工程的理论基础 卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些实验证据表明，卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。 2-3h 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞 猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞 马、犬排卵 猪、羊排卵 排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。 发育 （一）受精： (2)准备阶段Ⅱ——卵子的准备 3.过程 一、胚胎工程的理论基础 2.准备阶段Ⅱ——卵子的准备 （一）受精： 次级卵母细胞 一、胚胎工程的理论基础 （3）受精阶段 （一）受精： 人类受精过程视频 3.过程 一、胚胎工程的理论基础 （3）受精阶段 （一）受精： 用文字、箭头构建受精过程 获能后的精子穿越透明带 精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应 精子入卵后，发生卵细胞膜反应 形成雌原核和雄原核 形成合子（受精卵） 防止多精入卵的第一道防线 防止多精入卵的第二道防线 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 受精完成的标志 顶体反应：顶体内的顶体酶释放出来并溶解卵细胞外的结构 卵细胞膜反应：第一个精子进入卵细胞膜后紧缩、增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精，防止多精入卵的第二道屏障。 雌雄原核的融合！ 透明带和卵细胞膜之间观察到 两个极体或观察到雌、雄原核！ 受精的标志？ 3.过程 准备阶段 准备阶段1：精子获能 准备阶段2：卵子的准备： 精子穿越卵细胞膜外的结构（放射冠和透明带） 透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障) 精子接触卵细胞膜 精子入卵(进入卵细胞膜) 卵细胞膜反应(阻止多精入卵的第二道屏障) 雄、雌原核形成 雌、雄原核融合形成合子 受精阶段 (受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核) ——受精完成的标志 雌性动物生殖道 人工配制的获能液 在输卵管内发育到MⅡ期 保证受精卵中的遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证了遗传的稳定性。 归纳小结 受精作用 1.下列有关受精的说法正确的是（ ） A．在自然情况下，受精是在雌性动物的子宫内完成的 B．卵子在减数分裂Ⅱ时，才具备与精子受精的能力 C．受精的实质是精子的头部进入卵子 D．精子释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，是阻止多精入卵的第一道屏障 习题巩固 B 输卵管 精子细胞核与卵细胞核的融合 透明带反应 受精过程视频 回顾受精卵的形成过程 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 受精卵开始向子宫移动，受精卵在输卵管一边移行，一边进行有丝分裂，逐渐发育成胚胎。可分为以下几个阶段： 1. 卵裂期 2. 桑葚胚期 3. 囊胚期 4. 原肠胚期 【任务】阅读课本58页，明确胚胎早期发育的阶段有哪些？各阶段有什么特点？ 1.场所 输卵管、子宫 受精卵→桑葚胚 ①时期： ②场所： ③特点： 在透明带内 项目 变化 细胞数目 胚胎的总体积 每个细胞体积 DNA总量 每个细胞内的DNA总量 有机物总量 增加 减小 增多 不变 减少 不增加 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 原肠胚 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 卵裂期 细胞数量 胚胎总体积 不断增加 并不增加 （1）卵裂（期） 2.过程 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 桑葚胚 (2)特点 当卵裂产生的子细胞数目达到32个，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。 (1)概念 这一阶段及之前的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 桑葚胚 桑葚 2.过程 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 囊胚 内细胞团 聚集在胚胎一端，将来发育成胎儿的各种组织。 囊胚腔 沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘 滋养层细胞 胚胎内部含有液体的腔。 内细胞团 囊胚腔 滋养层 透明带 孵化：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。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 2.过程 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 细胞未分化，具有全能性，胚胎干细胞主要来源 已发生细胞分化 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 原肠胚 2.过程 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： ①特点： ②结构： 出现胚层分化 表面的细胞层 向内迁移的细胞 内外两个胚层之间 中胚层： 外胚层： 内胚层： 囊胚 原肠胚 逐渐分化形成各种组织、器官等。 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 囊胚腔 外胚层 内胚层 中胚层 原肠腔 表皮及其附属结构 神经系统和感觉器官 循环系统 脊索 真皮 消化道上皮 呼吸道上皮 腺体 肌肉 内脏器官外膜 泌尿系统 生殖系统 各种组织器官系统 个体 拓展 原肠胚的发育 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 受精卵 桑葚胚 原肠胚 孵化 囊胚 幼体 出生 生长发育 性成熟个体 卵裂 胚后发育 个体发育 胚胎发育 拓展 个体发育 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 （二）胚胎早期发育： 视频回顾胚胎早期发育 【任务】结合课本59页思考讨论“不同动物受精卵发育的比较”的资料完成以下讨论题。 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。 动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 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 (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? 马的胚胎进人子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。 几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 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？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。 动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 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 几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表 一、胚胎工程的理论基础 （二）胚胎早期发育： 动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 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 几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表 讨论 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？ 人们正是在认识自然受精和早期胚胎发育的规律的基础上，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中完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。 （二）胚胎早期发育： 一、胚胎工程的理论基础 受精 胚胎早期发育 场所 输卵管和子宫 过程 桑葚胚 胎儿形成 囊胚 （内含囊胚腔） 原肠胚 （内含原肠腔） 受精卵 场所 过程 准备阶段 精子获能 卵子的准备 受精阶段 精卵接触 精子入卵 原核形成 合子形成 课堂小结 胚胎工程的理论基础 输卵管 穿越透明带 练习与应用(课本59页) 观赏：从受精卵 胎儿 Lavf58.20.100 Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $