2.3胚胎工程的理论基础（第2课时) 课件-2025-2026学年高二下学期人教版生物选择性必修3

2.3胚胎工程的理论基础（第2课时) 课前热身：对下列图片进行排序，并描述受精的过程 ① ② ③ ④ ⑤ ①③②④⑤ 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 原肠胚 1.场所： 2.分裂方式： 输卵管和子宫 有丝分裂 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 着床 高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育；胚胎发育的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此，高等动物个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。 3 胚胎总DNA数________; 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 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 细胞数目_______; 胚胎总体积___________________; 每个细胞的体积_________; 胚胎总有机物_________; 每个细胞具有________________。 每个细胞的核DNA数目________; 增加 不增加（或略有减小） 减小 减少 增加 不变 （发育的)全能性 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 具体阶段 4 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 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 这一阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能， 每个细胞都具有全能性，属于全能细胞。 具体阶段 5 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： 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 ②特点： 桑葚胚通常有32个细胞左右。 桑葚胚 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 具体阶段 属于全能细胞 桑葚胚通常有32个细胞左右。 6 3.囊胚 ①特点： 细胞开始分化 具有全能性 内细胞团 滋养层 囊胚腔 发育成 胎盘和胎膜 发育成 胎儿的各种组织 ②结构： 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。 透明带 胚胎工程的理论基础——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 具体阶段 随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔 孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 如果透明带没有被撑破，后续的过程没有办法进行 7 4.原肠胚： ①特点： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 ②结构： 出现胚层分化 逐渐分化形成各种组织、器官等 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： 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 具体阶段 8 4.原肠胚： ①特点： 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 出现胚层分化 逐渐分化形成各种组织、器官等 胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育 具体阶段 9 全能细胞 细胞开始分化 孵化 卵裂期 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 外胚层 中胚层 内胚层 胚胎早期发育的阶段 【注意点】高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此，高等动物个体发育的起点是受精卵子，终点是性成熟的个体。 从受精完成至第 1 周末这一时期 ， 胚胎开始着床 ， 囊胚进一步发育 从第 2 周开始至第 8 周。囊胚植入子宫内膜过程中，囊胚壁逐渐发育为滋养层 ，内细胞团逐渐发育形成二胚层的胚盘，然后继续发育为三胚层的原肠胚 。 如果我想用胚胎干细胞，或者是我后面要选择再往后就是胚后发育 10 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(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间) 11 (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。 (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。 (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？ 思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 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。 体外也得和体内一直是同步的状态才好，但是也要考虑到实际情况 胚胎工程的理论基础 受精 1/ 胚胎早期发育 2/ 我国对奶需求量大 ①引进一头良种成年奶牛需3万---5万元 ②一头牛一胎只产一头牛犊，一生只生育4、5次 牛的生育率虽然很低，但是一头母牛一生排出的卵细胞约200个左右，卵巢中卵母细胞数量是它的1000倍（20万）；公牛平均每次射精5ml，精子数50亿。母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。 实际问题 科学发现 如何实现良种牛快速繁殖呢? 我们可以挖掘动物的繁殖潜力，高产的奶牛，你让它自己繁殖， 胚胎工程技术及其应用 体外受精 1/ 胚胎移植 2/ 胚胎分割 3/ 胚胎工程的理论基础 受精 1/ 胚胎早期发育 2/ 进一步挖掘动物的繁殖潜力 我们可以挖掘动物的繁殖潜力，高产的奶牛，你让它自己繁殖， 体外受精 卵巢 MⅡ期卵母细胞 获能精子 精子离心处理 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 胚胎工程技术及其应用——体外受精 体外受精包括 、 和 等步骤 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 获能处理 成熟培养 适当的培养液 精子离心处理的目的是，去除精清中的抑制获能的物质。 采集方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子。 或者是直接取活体 体外受精 受体母牛 (代孕) 精子 卵子 胚胎早期发育 胚胎移植 受精卵 早期胚胎 试管牛 胚胎移植 体外受精 体外胚胎培养 有性生殖 生殖方式： 胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节， 还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。 不同的动物胚胎移植的时间不同，例如，牛、羊一般要培养到16细胞阶段（桑葚胚）或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎即试管胚胎，可在4细胞阶段移植。 一 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 2.意义： ①是提高动物繁殖能力的有效措施。 ②可以为胚胎移植提供可用的胚胎。 胚胎工程技术及其应用——体外受精 胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术 体内受精、转基因、核移植等 提供胚胎的个体----供体 接受胚胎的个体----受体 胚胎工程技术及其应用——胚胎移植 1 概念 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 2 实质 良种公牛 良种母牛 良种胚胎 代孕母牛 移植 遗传性状优良、生产能力强 有健康体质和正常繁殖能力 阅读教材61页内容，思考下列问题： ①分别对供体、受体进行怎样的处理？原因是什么？ ②该过程中的两次检查有什么目的？ ③收集胚胎后只能立即进行移植吗？ 胚胎工程技术及其应用——胚胎移植 优良供体母牛 优良公牛 （遗传性状优良，生产能力强） 受体母牛 （有健康体质和正常繁殖能力） 同期发情处理 超数排卵处理 受体发情 发情配种或人工授精 收集胚胎并检查 用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 （一般用孕激素） （遗传性状优良， 生产能力强） 3 过程 着床前冲卵 体内受精 直接注射性激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。 冲卵 检查胚胎 优良供体母牛 优良公牛 （遗传性状优良，生产能力强） 受体母牛 （有健康体质和正常繁殖能力） 进行同期发情处理 超数排卵处理 受体发情 发情配种或人工授精 移植胚胎 收集胚胎并检查 用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 （一般用孕激素） （遗传性状优良， 生产能力强） 3 过程 着床前冲卵 发育到桑椹胚或囊胚阶段 体内受精 直接注射性激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。 非手术法移胚 手术法移胚 引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。 优良供体母牛 优良公牛 （遗传性状优良，生产能力强） 受体母牛 （有健康体质和正常繁殖能力） 具有优良性状的后代 进行同期发情处理 超数排卵处理 受体发情 发情配种或人工授精 移植胚胎 收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 （一般用孕激素） （遗传性状优良， 生产能力强） 3 过程 着床前冲卵 发育到桑椹胚或囊胚阶段 (胚胎也可以放入 -196℃的液氮中保存) 直接注射性激素，通过负反馈调节会导致性腺萎缩。 ①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 ②大大缩短了供体本身的繁殖周期。 ③对供体施行超数排卵处理后，增加后代的数量 胚胎工程技术及其应用——胚胎移植 4 意义 25 胚胎移植的生理学基础 ①胚胎移入的基础 ②胚胎收集的基础 ③移入胚胎存活的基础 ④保留胚胎遗传特性 的基础 排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境（同期发情）。 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能（冲卵）。 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。 胚胎工程技术及其应用——胚胎移植 生产、遗传性能优良 供体母牛 受体母牛 同期发情处理 超数排卵 供体公牛 配种 冲卵 质量检查、培养 胚胎移植 妊娠检查 分娩（胚胎移植的犊牛） 健康、繁殖能力正常 多种激素 促性腺激素 27 $