2.3胚胎工程的理论基础（第1课时) 课件-2025-2026学年高二下学期人教版生物选择性必修3

采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛身上取体细胞 显微操作 去核 对体细胞 进行培养 去核的卵母细胞 供体细胞 电融合法 将供体细胞注入去核的卵母细胞 重构胚 用物理或化学方法激活 早期胚胎 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 动物细胞核移植技术 动物细胞核移植的过程 1 第2章 第3节 人教版 选择性必修3 ---- 2 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,每胎产2个牛仔的情况比较少见，一头母牛一生大约生育四五次。 克隆技术不够成熟，克隆动物可能存在健康问题，如果你花了几万元买了一公一母两头良种牛，如何实现大量繁殖？ 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。 良种荷斯坦奶牛 ——胚胎工程技术 活的时间有限，存活率也很低， 3 操作对象 技术种类 工程实质 理论基础 动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 体外受精、胚胎分割、胚胎移植 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。 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 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。 胚胎工程的许多技术是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育的条件进行模拟操作。 不是放在一块就受精了，胚胎发育到哪个条件才能在代孕母体移植 4 胚胎工程的理论基础——受精 1.定义：指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 2.场所： 识别体现了细胞膜的功能：细胞间的信息交流 融合体现了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性 （识别：细胞膜的信息交流功能） 5 一 卵巢 卵巢 输卵管 输卵管 子宫内膜 生殖道 场所：输卵管 胚胎工程的理论基础——受精 女性的生殖器 实际上受精作用没这个简单 6 胚胎工程的理论基础——受精 受精前的准备阶段 受精阶段 1.定义：指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 精子获能 卵子的准备 2.场所：输卵管 3.过程： 识别体现了细胞膜的功能：细胞间的信息交流 融合体现了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性 获得受精能力 （识别：细胞膜的信息交流功能） 7 头 颈 线粒体鞘 尾巴 （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 胚胎工程的理论基础——受精 成熟精子结构 它在变形的过程中其实丢掉了很多东西，只需要把遗传物质送到卵子里面去就行了 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 8 胚胎工程的理论基础——受精 准备1——精子获能 1.概念：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”。 ①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能 ②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能，常见有效成分有 Ca2+载体、肝素等 注意：精子获能不是获得能量。 2.方法： 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， 为体外受精技术的建立奠定了基础。 精子获能的原因：精液由精子和精浆组成，精浆中含有抑制精子获能的物质，只有精子进入雌性动物的生殖道后，由生殖道分泌产生相关物质解除对精子的抑制，才能使精子获得受精的能力。 获能的实质是：1.溶解精子表面的糖蛋白，2.使精子获得释放顶体酶的能力； 3.使精子表面的识别因子和结合因子暴露。 “能”是指“能量”？ 获能液的成分因动物种类不同而有所差异； 张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。1951年发现“精子获能”现象，为哺乳动物体外受精奠定了理论基础。由于他在体外受精和胚胎移植研究中作出的重大贡献，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。 9 卵子具备与精子受精能力的时期：___________________期。 MⅡ（减Ⅱ中期） 胚胎工程的理论基础——受精 准备2——卵子的准备 人早在胚胎时期，卵原细胞就已陆续分裂分化而产生了初级卵母细胞。初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了第一次减数分裂的前期Ⅰ时期，并停留在前期Ⅰ阶段不再发育，直到女孩进入性成熟时期(12~15周岁)。 女孩性成熟时期约有400 000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。但是，并不是这400 000个初级卵母细胞同时苏醒，同时发育，而是从性成熟期开始，每28 d左右，只有一个(偶然 2个)初级卵母细胞继续发育。也就是说，如果女子从 15岁开始排卵，持续 35a，她的 400 000个初级卵母细胞中只有 420个能发育成卵。在这420个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，最早的一个是等待15a，而最后的一个是等待了50a才重新发育的。那些不能继续发育的初级卵母细胞就逐渐死亡了。 10 卵子具备与精子受精能力的时期：___________________期。 MⅡ（减Ⅱ中期） 胚胎工程的理论基础——受精 准备2——卵子的准备 人早在胚胎时期，卵原细胞就已陆续分裂分化而产生了初级卵母细胞。初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了第一次减数分裂的前期Ⅰ时期，并停留在前期Ⅰ阶段不再发育，直到女孩进入性成熟时期(12~15周岁)。 女孩性成熟时期约有400 000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。但是，并不是这400 000个初级卵母细胞同时苏醒，同时发育，而是从性成熟期开始，每28 d左右，只有一个(偶然 2个)初级卵母细胞继续发育。也就是说，如果女子从 15岁开始排卵，持续 35a，她的 400 000个初级卵母细胞中只有 420个能发育成卵。在这420个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，最早的一个是等待15a，而最后的一个是等待了50a才重新发育的。那些不能继续发育的初级卵母细胞就逐渐死亡了。 11 阅读教材57页内容，思考以下问题： 受精时，精子依次穿过了哪些结构？ 防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？ 精子入卵后，结构发生了哪些变化？ 透明带、卵细胞膜 ①透明带反应 ②卵细胞膜反应 ③雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失 ①精子尾部脱离，原有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，叫作雄原核 ②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 胚胎工程的理论基础——受精 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 1.精子穿过卵细胞膜外的结构 2.精子接触卵细胞膜 3.精子入卵后，形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核 雄原核 第一极体 雌原核 释放第二极体 透明带反应 卵细胞膜反应 精子释放蛋白酶等多种酶，以溶解膜外结构 防止多精子入卵受精的两个屏障 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 1.精子穿过卵细胞膜外的结构 2.精子接触卵细胞膜 4．雌雄原核靠近 5．核膜消失，第一次卵裂即将开始 3.精子入卵后，形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核 雄原核 第一极体 雌原核 释放第二极体 透明带反应 卵细胞膜反应 精子释放蛋白酶等多种酶，以溶解膜外结构 防止多精子入卵受精的两个屏障 常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志。 受精完成的标志： 雌、雄原核融合 形成合子 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（透明带等） 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。 受精作用小结 15 $