2.3胚胎工程的理论基础第1课时课件高二下学期生物人教版选择性必修3

1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生1992年我国首例三胞胎试管婴儿“试管婴儿”技术过程：第一步：体外受精第二步：胚胎的早期培养第三步：胚胎移植第3节胚胎工程第2章

细胞工程一

胚胎工程的理论基础胚胎工程【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。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。体外受精、胚胎移植、胚胎分割等操作对象：技术手段：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞工程实质：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。理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律。讨论：每个生命的诞生，都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？受精【受精】(fertilization)指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。1.概念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：卵子的准备胚胎工程的理论基础——受精2.场所输卵管进行细胞间信息交流一定的流动性细胞膜的功能：细胞膜具有：⑤精子形成MⅡ准备阶段1：精子获能胚胎工程的理论基础——受精精原细胞（n→2n）精子（n）初级精母细胞

（2n）MⅠ次级精母细胞

（n）精细胞（n）变形①顶体的发生②尾的发育③精子头出现④细胞质浓缩拓展：精子的变形过程不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。准备阶段1：精子获能胚胎工程的理论基础——受精成熟精子和几种主要家畜的精子示意图准备阶段1：精子获能胚胎工程的理论基础——受精资料：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。)

发现问题：用各种方法处理兔附睾中的精子，无法实现体外受精。观察现象：精子在雌性动物生殖道内运行的时间不长，但必须经过这一时段才能受精。得到启示：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，才获得受精能力。——这一现象称为“精子获能”。研究价值：找到精子在体外获能的物质，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。使精子获能的方法有直接利用雌性动物生殖道使精子获能；

将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。常见的获能液有效成分有肝素、Ca2+载体等。准备阶段2：卵子的准备胚胎工程的理论基础——受精（1）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；（2）卵子成熟的场所：排出的卵子都要在

进一步成熟，到

期，才具备与精子受精的能力。初级卵母细胞次级卵母细胞输卵管内MⅡ卵巢输卵管受精阶段胚胎工程的理论基础——受精透明带卵细胞膜核第一极体具备受精能力的卵子结构①精子穿越卵细胞膜外的结构受精阶段胚胎工程的理论基础——受精释放出多种酶，以溶解这些结构透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带②精子触及卵细胞膜的瞬间阻止多精入卵的第一道屏障卵细胞膜立即发生生理反应，

拒绝其他精子再进入卵内。③精子入卵后受精阶段胚胎工程的理论基础——受精阻止多精入卵的第二道屏障精子尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核。激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。受精标志：观察到两个极体或者雌、雄原核④雌、雄原核形成相关信息：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会再形成两个第二极体。⑤雌、雄原核靠近受精阶段胚胎工程的理论基础——受精核膜消失、第一次卵裂即将开始。⑤雌、雄原核融合、形成受精卵受精完成的标志小结：（1）阻止多精入卵的两道屏障：

第一道：

时间：

；

第二道：

时间：

。

（2）两个标志

受精标志：

；

受精完成标志：

。精子触及卵细胞膜的瞬间精子入卵后透明带反应卵细胞膜反应观察到两个极体或者雌、雄原核雌、雄原核融合，形成合子(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管(

)(2)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用(

)(3)受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子(

)(4)动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力(

)判断正误√×√×胚胎工程的理论基础——受精卵子的发生和成熟示意图：（1）①、②、③细胞名称：（2）a、b、c表示细胞分裂，依次为：（3）在精子与卵子结合过程中完成的分裂是：（4）假设该动物体细胞内有染色体2n条，则①、②、③、④四种细胞内的染色体数目依次是：卵原细胞、次级卵母细胞2n、2n、n、2n胚胎工程的理论基础——受精初级卵母细胞、有丝分裂、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ原肠胚囊胚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6.原肠胚哺乳动物的胚胎早期发育的场所：输卵管和子宫桑葚胚1.卵裂期（1）场所：

内（2）分裂方式：

；（3）特点

①细胞数量：

；

②胚胎总体积：

；（4）其他表现

③每个细胞体积：

；

④每个细胞的核DNA数目：

；

⑤DNA总数目：

；

⑥有机物总量：

；

⑦有机物种类：

。透明带有丝分裂不断增加并不增加或略有减小减小增加不变减少增加胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育（1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成

的细胞团，形似桑葚，

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。2.桑葚胚（一般32细胞）胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育致密（2）结构组成：

①内细胞团

位置：

；

作用：

；

②滋养层

位置：

；

作用：

；

③囊胚腔：胚胎内部含有

的腔3.囊胚胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育（1）特点：细胞开始

。分化聚集在胚胎一端将来发育成胎儿的各种组织具有全能性沿透明带内壁扩展和排列将来发育成胎膜和胎盘液体（3）孵化：囊胚进一步扩大，会导致

破裂，胚胎从其中

。透明带伸展出来*孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育

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

。外胚层内胚层中胚层逐渐分化形成各种组织、器官等4.原肠胚胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育胚胎发育和个体发育胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育由受精卵发育成为成熟的胎儿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(1)胚胎发育早期的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂(

)(2)囊胚的滋养层细胞具有全能性(

)(3)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期(

)(4)囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜(

)(5)胚胎发育的场所是输卵管(

)判断正误×××××胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育1.(2021·海南海口期中)下列有关早期胚胎发育过程中各阶段的叙述，错误的是A.滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘B.内细胞团可发育成胎儿的各种组织C.高等哺乳动物细胞的分化开始于桑葚胚阶段D.胚胎从透明带中伸展出来的过程发生于囊胚阶段典题应用及时反馈知识落实√胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育2.哺乳动物受精卵在卵裂过程中发生的变化是A.细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大B.细胞的数目增多，有机物含量增加C.每个细胞的DNA含量不断增加，全能性提高D.逐渐出现了原肠胚，并有了胚层的分化√胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育3.下图表示哺乳动物胚