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

温故知新 (3)在遵循动物研究伦理准则的前提下，克隆猴技术可用于构建动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为这批动物模型__________________________，可以减少无关变量对实验结果的影响。 (4)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是 。图中克隆猴的遗传物质主要来自__________________________。 21．我国科学家在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，通过调控重构胚相关基因表达，解决了体细胞克隆猴胚胎发育率和妊娠率低这一技术难点，首次成功克隆了食蟹猴(“中中”和“华华”)。下图是我国科学家利用成纤维细胞和卵母细胞成功克隆食蟹猴的流程图，其中①～⑥表示过程。回答下列问题： (1)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程，应放在CO2培养箱中培养，CO2的作用是__________。 (2)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”，常使用的方法是__________。 我国对奶类的总需求量很大，但我国奶牛的单产水平并不高。而引进一头外国高产成年奶牛往往需要数万元。牛的生育率很低！一头母牛每年只能产一胎，每胎生一个牛仔,一头母牛一生大约生育四五次。 能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢? 动物体细胞核移植技术进行克隆？ 可以通过体外受精（有性生殖）、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。 从社会中来 良种荷斯坦奶牛 克隆动物存在的问题： ①成功率低 ②大多数克隆动物存在健康问题等 ③无性生殖后代的遗传多样性减少 ——胚胎工程技术 1. 理解胚胎形成福过程。 2. 简述受精的基本过程。 3. 简述早期胚胎发育的基本过程。 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 一 胚胎工程的理论基础 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。 一、受精 ①准备阶段1——精子获能 ②准备阶段2——卵子的准备 2、场所：哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3、过程：受精前的准备阶段和受精阶段 1、概念：指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 (1)受精前的准备阶段 精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。 精子获能的方法 雌性动物的生殖道(体内) 人工配置的获能液，成分有：肝素、Ca2＋载体等(体外) 一、受精 精子的形成过程 ①准备阶段1——精子获能 精原细胞 大量精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 有丝分裂 染色体复制 变形 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 头 颈 线粒体鞘 尾巴 顶体 （主要是细胞核） （为精子运动提供能量） （由中心体演变而来） 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 一、受精 ②准备阶段2——卵子的准备 卵泡中的卵母细胞在排卵前都处于 。 性成熟后，受______刺激，继续分裂 减数分裂Ⅰ前期 性激素 ➽思考：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？ 精子——获能处理； 卵子——培养成熟 排卵是指卵子从卵泡中排出 一、受精 1.防止多精入卵的屏障有哪些？发生的时期？ 观看视频，思考以下几个问题： (2)受精阶段 ①透明带反应；精子触及卵细胞时 ②卵细胞膜反应；精子入卵后 2.精子入卵后，它的结构发生了哪些变化？ 3.精子入卵后，卵子发生了哪些变化？ 4.受精的标志？受精完成标志？ 尾部脱离，核膜破裂形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。 被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。 ①观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）或观察到雌、雄原核。 ②雌、雄原核融合，形成合子 一、受精 第2步：精子穿过放射冠和透明带 透明带反应是阻止多精入卵的第一道屏障 卵细胞膜反应是阻止多精入卵的第二道屏障 第3步：精子入卵 第4步：雌、雄原核形成 第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成 受精的标志： a.观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间） b.观察到雌、雄原核。 受精完成的标志： 雌、雄原核融合形成合子 核遗传物质: 精子和卵子各占一半 质遗传物质: 几乎全部来自卵子 受精卵的遗传物质 (2)受精阶段 第1步：获能后的精子与卵子相遇 归纳.小结 受精作用 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（放射冠和透明层） 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。 检测提升 (1)写出图中字母表示的结构名称。 a.　　　 , b.　　　, c.　　 。 1.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。 (2)该过程发生的场所是　　　,能体现受精作用实质的是图中的　　过程。 透明带 雄原核 雌原核 输卵管 ④ (3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫　 　　 。卵子一般排出后都要在　　　　中进一步成熟,当达到　 　　　　　　 时,才具备与精子受精的能力。 精子获能　 输卵管 减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期) 检测提升 (1)图中a、b、c表示细胞分裂，依次为 ，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是 (填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是 。c过程发生的场所为 。 2.观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题： 有丝分裂、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ c 透明带、卵细胞膜 输卵管 (2)卵子成熟后，即可进行受精，判断卵子受精的标志是______________ _________________________。 可以观察到两个 极体(或观察到雌、雄原核) 1.场所：哺乳动物的________和_______ 二、胚胎早期发育 次级卵母细胞 受精 2细胞期 4细胞期 8细胞期 受精卵 桑葚胚 囊胚 着床，原肠胚 人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程 输卵管 子宫 2.分裂方式： 有丝分裂 3.过程： 二、胚胎早期发育 3.过程： 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 原肠胚 卵裂(期) (1)卵裂 项目 变化 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 减小 增多 不变 减少 增多 受精卵→桑葚胚 ①时期： ②场所： ③特点： 在透明带内 细胞数量 胚胎总体积 不断增加 并不增加 细胞进行代谢分解有机物 (细胞未分化) 二、胚胎早期发育 3.过程： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 卵裂期 （2）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。 ①概念： 桑葚胚 桑葚 ②特点： 桑葚胚通常有32个细胞左右，细胞均未分化，每个细胞仍具有全能性。 桑葚胚 二、胚胎早期发育 3.过程： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 卵裂期 （3）囊胚： ①结构： （聚集在胚胎一端的细胞） （沿透明带内壁扩展和排列的细胞） 具有全能性 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 发育成 胎盘和胎膜 发育成 胎儿的各种组织 透明带 ②特点： 细胞开始分化（细胞的结构、功能出现差别） 孵化：囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。 含有液体的腔 二、胚胎早期发育 3.过程： (3)囊胚： 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，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。 滋养层 内胚层 原肠腔 外胚层 二、胚胎早期发育 3.过程： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 卵裂期 （4）原肠胚： ①特点： ②结构： 出现胚层分化 外胚层 内胚层 中胚层 消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体 表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官 皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统 外胚层 中胚层 内胚层 滋养层 内胚层 外胚层 原肠腔 囊胚 原肠胚 外胚层 内胚层 囊胚腔 胚口 原肠腔 二、胚胎早期发育 3.过程： (4)原肠胚 拓展：胚胎发育 vs 个体发育 全能细胞 细胞分化 幼体 继续分化 出生发育 性成熟个体 孵化 卵裂期 胚胎发育 胚后发育 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 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 桑葚胚 时间/天 发育阶段 小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚 山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4 10~16细胞 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 S z L w h S z L w h 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 P59 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，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。 讨论3.不同动物胚胎进入子宫所处的时期不同，这个胚胎工程提供了什么启示？ 体外受精形成的胚胎，发育到一定阶段方可移植到子宫中。 归纳.小结 受精和胚胎早期发育 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 受精卵 囊胚 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 原肠胚 受精 受精前的准备 检 课堂习题 1.下图表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题: (1)写出各个阶段的名称: A:　　　　　,B:　　　　　,C:　　　　　　。 囊胚 原肠胚 桑葚胚 (2)写出图中各标号的名称: ②　　　　　　,④　　　　　　　,⑤　　　　　　　,⑧　　　　　　。 (3)A时期的细胞具有　　　　　性,B时期开始出现　　　　　　,C时期开始出现　　　　　　。 (4)②将来发育成　　　　　　　　　　　　。 囊胚腔 外胚层 全能 内胚层 内细胞团 细胞分化 胚层分化 胎儿的各种组织 检测提升 3.下图表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题: (1)写出各个阶段的名称: A:　　　　　,B:　　　　　,C:　　　　　　。 囊胚 原肠胚 桑葚胚 (2)写出图中各标号的名称: ②　　　　　　,④　　　　　　　,⑤　　　　　　　,⑧　　　　　　。 (3)A时期的细胞具有　　　　　性,B时期开始出现　　　　　　,C时期开始出现　　　　　　。 (4)②将来发育成　　　　　　　　　　　　。 囊胚腔 外胚层 全能 内胚层 内细胞团 细胞分化 胚层分化 胎儿的各种组织 一、概念检测 练习与应用P59 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。（ ） 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 二、拓展应用 练习与应用P59 1、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？ 细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。 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。 二、拓展应用 练习与应用P59 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？ 防止多精入卵的其他机制：生殖道对精子具有初步的筛选作用。在经过雌性动物生殖道的一些屏障后，只有少数活动力强的精子才能到达受精部位；在精子和卵细胞识别后会发生一些反应，如卵细胞表面的精子识别受体很快发生分子修饰，使后来的精子表面的卵细胞结合蛋白不能识别受体。 精子获能的机制：精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，只有当交配后精液进人雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生些物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。 精子的获能涉及以下变化：雌性动物生殖道分部的一些物质使精子表面的物质发生变化(如某些酶将顶体表面的糖蛋白解);精子表血膜结构一些物质的比例发生变化;膜的通透性发生变化等。这些变化可以暴露出精子表面与卵细胞相识别的受体。改变精子的活力。为后续受精做准备。 Lavf58.51.100 $