2.4胚胎工程及其应用（第1课时）课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第四节 胚胎工程及其应用 第二章 细胞工程 学习目标 1.简述精子和卵细胞的发生以及受精过程 2.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程 从社会中来 19 世纪 70 年代，科学家用显微镜首次观察到海胆的精卵结合全过程。10 年后，科学家又观察到马蛔虫细胞的减数分裂过程。这些成果的发现使人们对动物的受精过程以及胚胎发育的研究更加深入。那么，哺乳动物的精卵是如何完成受精的呢？ 目录 1.体内受精 2.早期胚胎发育 积极思维：哺乳动物的精卵是如何完成受精的？ 事实1 哺乳动物卵巢中的卵原细胞经增殖形成初级卵母细胞。初级卵母细胞经减数第一次分裂，形成第一极体和次级卵母细胞，并停止分裂；受精后被精子激活，次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 事实2 哺乳动物受精过程包括：一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障；进入次级卵母细胞的精子头部形成雄原核，刺激次级卵母细胞迅速完成减数第二次分裂，卵细胞核形成雌原核 积极思维：哺乳动物的精卵是如何完成受精的？ 事实3 精子进入次级卵母细胞标志着受精过程的开始，而当雄原核和雌原核相互融合时，标志着受精过程的完结。融合产生的新细胞称为受精卵，新生命的胚胎发育由此开始 后来，科学家通过模拟自然受孕的过程，逐渐洞悉胚胎发育的每一环节。这些都为胚胎工程的核心技术——体外受精和胚胎移植等技术的发展奠定了必要的基础，也促进了动物胚胎工程的迅猛发展，拓展了胚胎工程的应用领域。 哺乳动物胚胎发育的基本过程 1 受精 2 胚胎早期发育 体内受精 一、精子的发生 1.精子发生的场所 睾丸的曲细精管中 2.精子发生的时期 动物性成熟后 （从初情期开始到生殖机能衰退） 3.精子发生的过程 发生过程大体可分为三个阶段 体内受精 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 第一阶段 第二阶段 第三阶段 有丝分裂 染色体复制 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 变形 知识链接：哺乳动物精细胞分化（变形）过程 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： 精子头部的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘 原生质滴，最后脱落 体内受精 外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分 不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关 变形 头 （细胞核） 颈 线粒体鞘 顶体 （高尔基体） （中心体） 尾 （线粒体） 体内受精 【思考】为什么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？ 细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，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。 变形 头 （细胞核） 颈 线粒体鞘 顶体 （高尔基体） （中心体） 尾 （线粒体） 体内受精 二、卵子的发生 1.场所 （1）发生：雌性动物的卵巢 （2）成熟：输卵管 2.时期 （1）胎儿期（性别分化后）：形成初级卵母细胞 （2）初情期（性成熟后）→生殖机能衰退 原始卵泡 成熟卵泡 黄体 次级卵母细胞 体内受精 体内受精 卵子一般在排出2~3 h后才能被精子穿入，不同动物排出的卵子成熟程度不同 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 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 马、犬排卵 猪、羊排卵 发育 MⅡ（中）期卵母细胞 体内受精 三、受精 体内受精 （1）防止多精子入卵受精的两个屏障 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 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 （2）受精的标志：透明带和卵细胞膜之间有两个极体 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。在胚胎工程中，以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。 （3）受精完成的标志：雌雄原核融合，形成合子 体内受精 早期胚胎发育 1.场所：输卵管和子宫 2.分裂方式：有丝分裂 3.过程 卵 裂 受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 早期胚胎发育 （1）卵裂期 胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，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。 桑葚胚 卵裂 （细胞未分化） 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 早期胚胎发育 （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。桑葚胚通常有32个细胞左右 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 早期胚胎发育 （3）囊胚 胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，形成内细胞团、滋养层细胞；随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚 内细胞团 囊胚腔 滋养层 聚集在胚胎一端 沿透明带内壁扩展和排列 ：胚胎内部含有液体的腔 胎盘和胎膜 发育 发育 胎儿的各种组织 早期胚胎发育 （3）囊胚 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 孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 早期胚胎发育 （4）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。 内胚层 中胚层 外胚层 早期胚胎发育 原肠胚三胚层的发育 外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官 中胚层：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 内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体 课堂小结 随堂小测 1.下图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图，其中Ⅰ~IV代表不同的细胞。下列叙述正确的是( ) A.Ⅱ代表卵原细胞，经减数分裂Ⅰ可以产生代表次级卵母细胞的Ⅲ B.由垂体分泌的促性腺激素可促进雌性动物产生更多的次级卵母细胞 C.Ⅲ在子宫内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力 D.精子需在雌性动物的输卵管中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力 解析：Ⅰ是卵原细胞，染色体复制之后，Ⅱ是初级卵母细胞，A错误；Ⅲ是次级卵母细胞，在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期才具备与精子受精的能力，C错误；精子需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，D错误。 B 随堂小测 2.如图为哺乳动物受精过程示意图，据图分析，下列说法错误的是( ) A.甲过程中精子释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构 B.图中①是透明带，精子接触透明带后会引起透明带反应 C.②是卵细胞膜，卵细胞膜反应可以防止多精入卵 D.⑤是雄原核，⑦是雌原核，充分发育后，其核膜会消失 解析：甲过程中获能后的精子与卵子相遇时，精子会释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构，A正确；图甲中①表示透明带，精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外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，B错误；②是卵细胞膜，精子入卵后，卵细胞膜会发生反应，拒绝其他精子进入卵内，C正确；⑤是雄原核，⑦是雌原核，雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失，D正确。 B 随堂小测 3.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①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育 B.早期胚胎发育从原肠胚阶段开始出现细胞分化，且不可逆 C.b过程中细胞的相对表面积逐渐增大 D.孵化后的囊胚已经出现细胞分化，其中内细胞团细胞常用于性别鉴定 解析：胚胎发育是指从受精卵到幼体，胚后发育是指从幼体到成体，因此图中①过程属于胚胎早期发育，②过程不只是胚后发育，A错误；早期胚胎的发育在原肠胚阶段之前已经出现细胞分化，且不可逆，B错误；b过程中胚胎体积并不增加，而细胞数目不断增多，因此细胞体积变小，细胞的相对表面积逐渐增大，C正确；孵化后的囊胚已经出现细胞分化，其中滋养层细胞常用于性别鉴定，D错误。 C THANKS 谢谢观看 Lavf57.62.100 $