2.3.1胚胎工程的理论基础课件-2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 Part1 胚胎工程的理论基础 1 发酵工程 教学目标 01 02 受精 胚胎早期发育 2 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之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的优良奶牛快速、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？ 良种荷斯坦奶牛 胚胎工程的迅猛发展，终使这个难题得到解决 从社会中来 4 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 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： 输卵管内 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 二、胚胎工程的理论基础—受精 二、胚胎工程的理论基础—受精 知识回顾 曲细精管 人的睾丸和精子示意图 1、精子的发生 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 ②尾的发育 ⑤精子形成 头 颈 线粒体鞘（______） 尾 （_______） （_______） 顶体（_________） 精子变形的过程和成熟精子结构 高尔基体 细胞核 中心体 线粒体 不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体形大小________。 相似 不同 无关 ①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。 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，请解释这一现象？ 思考： ②精子的运动需要依靠尾部的摆动，这个过程需要消耗能量。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 1、概念： 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”。 2、获能方法： （1）直接利用 使精子获能； （2）将精子培养在 中使其获能； 雌性动物生殖道 人工配制的获能液 不是获得能量 3、研究精子获能机制的意义： 实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为______________的建立奠定了基础。 体外受精技术 精子获能 常用有效成分：Ca2+载体、肝素等 准备阶段1 ——精子获能 注意： ①精子获能实质是指精子获得受精的“能力”，而不是获得能量。 方法： ①利用雌性生殖道让精子受精。 ②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。 常用有效成分：Ca2+载体、肝素等 顶体（含有多种水解酶） 精核 细胞质 中心体 中段 线粒体 尾部含有“9+2型”微管 受精 一 10 知识回顾 场所： 时期： 形成过程： 雌性动物的卵巢中 胎儿性别分化到生殖机能衰退 分裂过程不连续，有两次暂停。 受精 一 准备阶段2 ——卵子的准备 02 卵细胞的形成是一个不连续的过程 知识回顾 必修二 减数分裂与受精作用 受精 一 形成过程： 准备阶段2 ——卵子的准备 受精 一 （1）卵子一般在排出 后才能被精子穿入 （2）动物排出的卵子成熟度不同； 有的可能是 ， 如马、犬等； 有的可能是 ， 如猪、羊等。 （3）卵子成熟的场所： 排出的卵子都要在 内进一步成熟。 （4）卵子具备与精子受精能力的时期： 2~3h 初级卵母细胞 次级卵母细胞 输卵管 M Ⅱ （减数第二次分裂中期） 13 项目 精子的发生 卵子的发生 区别 场所 时间 过程特点 结果 是否变形 重要区别 睾丸 卵巢、输卵管 初情期后 胎儿时期、初情期后 连续的，需变形； 细胞质均等分配 MⅠMⅡ是不连续的，不需变形； 细胞质不均等分配 4个精子 1个卵子 需要 不需要 发生的时期和场所 不同点： 受精 一 受精阶段 1、过程 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 精子释放多种酶溶解膜外结构 精子接触卵细胞膜 透明带反应 精子的细胞膜与卵细胞膜融合，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 精子入卵 精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 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 雄原核 第一极体 雌原核 第二极体 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核——雄原核 防止多精入卵的两个屏障 受精 一 受精阶段 雌、雄原核靠近 核膜消失，形成受精卵。第一次卵裂即将开始 雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。 受精的标志 ：观察到两个极体或雌雄原核 2、受精完成的标志： 两个极体 雌雄原核 受精标志 雌雄原核形成合子 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。 意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。 实质 雄原核与雌原核互相融合。 17 19 细胞工程 20 1、场所： 输卵管、子宫 胚胎早期发育 02 2、过程： 细胞工程 21 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 在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 卵裂期 分裂方式： 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 有丝分裂 胚胎早期发育 02 细胞工程 22 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚 囊胚 原肠胚 桑椹胚 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。 特点：每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能， 属于全能细胞。 胚胎早期发育 02 细胞工程 23 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 特点： 结构： 细胞开始分化 内细胞团 滋养层细胞 囊胚腔 ——发育成胎儿的各种组织 ——发育成胎膜和胎盘 内细胞团 囊胚腔 滋养层 囊胚 透明带 具有全能性 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。 孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 胚胎早期发育 02 细胞工程 24 受精卵 2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑椹胚 囊胚 原肠胚 原肠胚 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： 原肠胚 ——出现胚层分化 胚胎早期发育 02 细胞工程 小结and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 （原肠腔） 受精 精子获能 受精前的准备 卵子准备 MⅡ期具备受精能力 雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中 精子穿过卵细胞外结构 精子接触卵细胞膜 精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核 雌雄原核靠近 核膜消失 桑葚胚 受精卵 每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织 囊胚 原肠胚 卵裂 细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加 孵化 内细胞团 滋养层 组成个体的各种组织细胞 胎盘、胎膜等胚外组织细胞 外胚层内胚层中胚层 【课堂小结】 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 一、概念检测 练习与应用 $