胚胎工程的理论基础 【新教材 备课精讲精研】 高二生物高效课件（人教版2019选择性必修3）

新课程标准核心素养1.简述受精和胚胎早期发育的基本过程。2.说明胚胎的形成经过了受精及早期发育等过程。1.生命观念——从精子和卵细胞的结构理解受精作用过程。2.科学思维——构建模型分析早期胚胎发育中相关物质和结构的变化。

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？胚胎工程的迅猛发展，终使这个难题得到解决。从社会中来胚胎工程: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。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。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律一、受精概念：受精是_____和_____结合形成_____的过程。精子卵子合子场所：输卵管内过程：包括________________和________。受精前的准备阶段受精阶段（1）概念：

刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在_________________发生_______________后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。雌性动物的生殖道相应的生理变化（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_____________的建立奠定了基础体外受精技术

准备阶段1——精子获能（一）受精前的准备阶段卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。只有获能后的精才具有受精能力。（2）获能液：准备阶段2——卵子的准备（一）受精前的准备阶段透明带卵细胞膜核第一极体具备受精能力的卵子结构（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程度不同：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________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内

MⅡ（二）受精阶段精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带释放出多种酶，以溶解这些结构精子接触卵细胞膜透明带反应精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核精子入卵卵细胞膜反应精子触及卵细胞膜的瞬间，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防止多精入卵的两个屏障精子入卵后，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，叫做雄原核。雄原核雌原核放出第二极体第一极体1.过程雌、雄原核靠近核膜消失，形成受精卵。第一次卵裂即将开始2.受精完成的标志：雌雄原核形成合子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。【典例】受精过程的顺序为(

)①第一次卵裂开始②雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵

③精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构④卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来的精子进入透明带⑤雌、雄原核的形成 A.①③④⑤② B.③④②⑤①

C.④⑤①③② D.③④⑤②①

D【检测】以下与受精作用有关的说法中，不正确的是(

) A.受精作用的实质是精子的核和卵细胞的核融合 B.受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入 C.受精作用前后卵细胞的活跃状态不同 D.受精卵中的染色体和DNA均由精子和卵细胞各提供一半

D二、胚胎早期发育（一）场所：输卵管和子宫（二）过程：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受精卵卵裂桑葚胚囊胚原肠胚1.卵裂（1）概念：

胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。（2）场所：透明带内。（3）分裂方式：有丝分裂（4）特点：细胞数量-------------，胚胎总体积________每个细胞体积________DNA总数目_______每个细胞的核DNA数目_____有机物总量_____，有机物种类_____不断增加并不增加不断减小不断增加不变减少增加2.桑葚胚（1）概念：

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。（2）特点：

这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。3.囊胚（1）概念：

胚胎进一步发育，细胞开始出现____，形成________、______；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有____的囊腔—______，这个时期的胚胎叫做囊胚；分化内细胞团滋养层液体囊胚腔（2）特点：细胞开始出现分化。桑葚胚囊胚透明带内细胞团囊胚腔滋养层（3）结构内细胞团囊胚腔滋养层内细胞团：滋养层：囊胚腔：将来发育成胎儿的各种组织。沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘。（4）孵化：

囊胚进一步扩大，会导致_______破裂，胚胎从_______中________，这一过程叫做孵化。透明带伸展出来透明带①概念：②意义：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。4.原肠胚结构外胚层：内胚层：中胚层：表面的细胞层向内迁移的细胞内外两个胚层之间逐渐分化形成各种组织、器官等。外胚层中胚层内胚层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。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间动物种类受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚天发育阶段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑葚胚绵羊36~38424867~72963~416细胞猪21~5151~6666~7290~110110~1142~2.54~6细胞马2430~3650~607298~1066囊胚牛27~4244~6546~9096~120120~1444~58~16细胞注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间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。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间动物种类受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚天发育阶段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑葚胚绵羊36~38424867~72963~416细胞猪21~5151~6666~7290~110110~1142~2.54~6细胞马2430~3650~607298~1066囊胚牛27~4244~6546~9096~120120~1444~58~16细胞注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间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.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础?请结合所学习的内容举例说明。胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础.上实现的。人们正是在认识了这些自然规律的基础上，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内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。【典例】右图是胚胎发育过程中某阶段示意图，下列有关叙述错误的是(

) A.图中②将发育为胎膜和胎盘等结构

B.图中③可发育成胎儿的各种组织 C.高等哺乳动物细胞分化开始于桑葚胚期

D.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化

C【检测】如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是(

)CA.图中①过程表示胚胎发育B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大C.桑葚胚进一步发育，细胞开始出现分化D.图中性成熟的个体是通过无性生殖获得的【课堂小结】受精早期胚胎发育受精前的准备精子和卵子的结构受精的过程精子穿越透明带囊胚原肠胚精子进入细胞膜雌雄原核的形成核膜重构成受精卵卵裂桑葚胚胚胎工程的理论基础(1)胚胎工程操作的对象可以是生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。()(2)刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在输精管中发生相应的生理变化后才能获得受精能力。()(3)防止多精入卵的机制有透明带反应和卵细胞膜反应。(

)(4)精子入卵后，被激活的卵子才能完成减数分裂Ⅱ。(

)√×√√(5)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，胚胎的总体积也不断增加。()(6)受精卵通过卵裂产生的子细胞，逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚，称为桑葚胚。()×√【基础过关】(7)内细胞团位于囊胚的一端，将来发育形成胎盘和胎膜；滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列，将来发育形成胎儿的各种组织。()解析：内细胞团位于囊胚的一端，将来发育形成胎儿的各种组织；滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列，将来发育形成胎盘和胎膜。(8)孵化是指囊胚进一步扩大导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。()解析：孵化是指囊胚进一步扩大导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。××【当堂检测】1.下列不属于胚胎工程技术的是(

)A.体外受精

B.胚胎移植C.杂交瘤技术

D.胚胎分割C2.下列有关哺乳动物体内受精表达正确的是(

)A.动物排出的卵子成熟程度不同，只有部分具备与精子受精的能力B.卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的C.透明带和卵细胞膜发生相应反应来防止多精子入卵D.精子无需穿过透明带也可以与卵细胞膜接触C3.下列有关哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化的叙述，正确的是(

) A.细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大 B.细胞的数量增多，有机物含量增加 C.每个细胞的核DNA含量不断增加 D.逐渐出现了原肠胚，并有了胚层的分化A4.下列有关动物早期胚胎发育过程的说法，错误的是(

)A.卵裂过程中细胞体积增大，有机物的总量不断下降B.桑葚胚期，细胞暂未分化，此时的细胞具有发育的全能性C.卵裂过程是在透明带内完成的，进行的是有丝分裂D.内、外两个胚层在原肠胚期形成AD5.如图表示动物早期胚胎发育过程中的某个时期，下列说法正确的是(

) A.该时期为囊胚期，3表示包裹早期胚胎的卵细胞膜 B.1表示未分化的滋养层细胞 C.2表示内细胞团细胞，将来发育成胎膜和胎盘 D.4表示囊胚腔，囊胚腔中含有液体

6．胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题：(1)在哺乳动物体内卵子的发生过程中，减数分裂Ⅰ完成的时间是在雌性个体排卵前后，当次级卵母细胞发育到________(时期