【生物课件】胚胎工程的理论基础课件 高二下学期生物人教版选择性必修3

第二章细胞工程第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础指对生殖细胞、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。操作对象一、胚胎工程概念技术种类理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律工程实质：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。1978年世界首例试管婴儿露易丝.布朗1

实例1988年中国首例试管婴儿郑萌珠思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？①体外受精②胚胎的早期培养③胚胎移植思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同？相同：都通过有性生殖产生；都要在母体子宫内发育形成胎儿。不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。二、胚胎工程的理论基础—受精知识回顾必修二减数分裂与受精作用曲细精管人的睾丸和精子示意图1、精子的发生精子的变形过程③精子头出现④细胞质浓缩①顶体的发生②尾的发育⑤精子形成知识延伸

1.细胞核2.高尔基体3.中心体4.线粒体5.细胞内其他物质精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘(尾的基部)

原生质滴(球状,最后脱落)精子细胞变形总结精子细胞变形成精子便于运动——“减负”精子的形态：（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。（2）不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体形大小________。头颈尾相似不同无关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。卵细胞卵泡知识回顾必修二减数分裂与受精作用2、卵子的发生卵子的发生知识延伸卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞胚胎期性别分化后卵巢MⅠ第一极体次级卵母细胞排卵前后完成初情期后排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？答：是指卵子从卵泡中排出。卵子结构图卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞第二极体卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精过程完成胎儿期初情期后卵巢输卵管第二极体初级卵母细胞的形成在胎胎期性别分化后；减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。1、部位：2、时间：卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答：刚排出的卵子尚未完全成熟,且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。3.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？答：减数第二次分裂过程是在输卵管中相同点：精子和卵子的发生有何异同?①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟细胞均经染色体复制一次和细胞两次分裂，子细胞中染色体数目减半。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个精子一个卵子需要不需要发生的时期和场所不同点：3.受精

包括受精前的准备阶段和受精阶段。受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程a.概念b.场所在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。c.过程准备阶段1—精子获能张明觉1951年，他发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张—奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的《自然》杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。

方法①利用雌性动物的生殖道让精子获能。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、肝素等注意①精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。准备阶段2—卵子的准备卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入。他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ中期时，才具备与精子受精的能力。如图表示卵子的发生过程．与此相关的叙述中，不合理的是（）A．图中A是第一极体，B是合子，E是受精，阶段C是胎儿期，阶段D是初情期后B．当观察到第二极体时，可以表明卵子已经了受精C．能发生染色体着丝点分裂的阶段是④D．①阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异D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。受精阶段受精完成的标志：雌雄原核形成合子受精的标志：观察到两个极体或者雌雄原核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。精子内的顶体由溶酶体特化而来．精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵．下列叙述正确的是（）A顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B精子游向卵子所需的能量来自细胞质基质和线粒体C顶体膜和精子细胞融合体现生膜的选择透过性D受精卵中遗传物质上的DNA一半来自父方，另一半来自母方B人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程三、胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育受精卵的早期分裂称为卵裂1、胚胎发育的场所：输卵管和子宫受精卵卵裂桑葚胚囊胚原肠胚卵裂（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（1）概念当卵裂产生的子细胞逐渐形成_____的细胞团，形似桑葚时，这是的胚胎称为桑葚胚；（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，属于全能细胞致密桑葚胚（一般32细胞）（1）概念

胚胎进一步发育，细胞______________，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；开始出现分化内细胞团滋养层液体囊胚腔囊胚（2）内细胞团聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，个体较大，是一种未分化的细胞，具有全能性，将来发育成____________________。胎儿的各种组织（4）孵化囊胚进一步_____，会导致_____________，胚胎从__________中___________，这一过程叫做孵化。扩大透明带破裂透明带伸展出来（3）滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成______________。胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质。胎膜和胎盘

___________后，将发育形成_________；

原肠胚表面的细胞层为__________，向内迁移的细胞形成__________；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__________；

这三个胚层将__________________________________；囊胚孵化原肠胚外胚层内胚层中胚层逐渐分化形成各种组织、器官等原肠胚拓展了解——胚胎发育和个体发育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细胞桑装胚天发育阶段小鼠24~3838〜5050〜6060〜7068〜803桑建胚绵羊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表。不同动物受精卵发育的比较注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。讨论1.

表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？讨论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？比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。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。不同动物受精卵发育的比较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