新版高中生物第3节 一 胚胎工程的理论基础

第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础人教版高中生物学习目标阐述受精和胚胎早期发育的基本过程。1.文化基础：哺乳动物受精和胚胎早期的规律。2.自主发展：理解和掌握胚胎工程最基本的原理和基础3.社会参与：以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。从社会中来

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。能不能让引进的良种奶牛快速、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?提示：可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。一、胚胎工程1．概念：对_________________、_______________或___________________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。生殖细胞受精卵早期胚胎细胞2．主要技术：_______________、_________________和胚胎分割。体外受精胚胎移植阅读P56—57页1.胚胎形成经过了哪些过程？2.受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？二、受精1．概念：___________与_____________结合形成合子(即受精卵)的过程。精子卵子2．场所：雌性动物的_________________内。输卵管3．过程

精子的发生是在______________完成的（1）准备阶段①精子发生的位置和时期睾丸

雄性动物从初情期至生殖机能衰退，睾丸曲细精管不断进行生殖细胞的增殖准备阶段1：精子的准备阶段第一阶段：精原细胞______________________产生新的精原细胞，部分经过染色体复制和其他物质合成形成初级精母细胞第三阶段：精细胞变形形成精子②精子发生的阶段第二阶段：初级精母细胞___________次分裂形成精细胞（单倍体）有丝分裂两③精子的结构（3）曲细精管为高度弯曲的上皮状管道，每个睾丸小叶中含有1-4条

细胞核______________高度浓缩，核变长并移向细胞一侧，构成___________________高尔基体形成顶体泡，凹陷为双层帽状，覆盖细胞核头端，构成顶体中心体迁移到顶体相对侧，发出轴丝形成尾部_____________聚集在尾的基部形成线粒体鞘细胞其他物质形成原生质滴并最终脱落染色质精子头部线粒体刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物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④精子获能准备阶段2：卵子的准备⑤卵子发生的位置和时期

卵子发生在________________完成，胚胎性别分化后，雌性胎儿卵巢内____________________通过有丝分裂增加数量；初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡；哺乳动物卵泡的形成与在卵巢内储备在出生前完成，与精子形成不同卵巢卵原细胞卵子要在___________________内进一步成熟，到___________________分裂中期时，才具备与精子受精的能力。输卵管减数第二次比较精子和卵子的发生及受精作用项目

精子发生

卵子发生

区别

场所

时间

睾丸的曲细精管(场所唯一)卵巢(MⅠ)、输卵管(MⅡ)(场所不唯一)初情期后，直到生殖机能衰退性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(胎儿时期)完成的，减Ⅱ是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的

过程特点

核物质含量是否变形结果

相同点

①MⅠ和MⅡ是连续的，需变形②细胞质均等分配①MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形②细胞质不均等分配减半（n）减半（n）是否形成4个精子细胞形成1个卵细胞和3个极体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成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半（2）受精阶段①获能后的________________与_______________相遇时，首先它释放出多种酶，以溶解______________________的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。精子卵子卵细胞膜外精子穿越卵细胞膜外的结构②在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的__________________会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入________________。然后，精子入卵。精子入卵后，__________________也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。透明带透明带卵细胞膜精子接触卵细胞膜③精子入卵后，______________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，叫作________________。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成____________________，排出第二极体后，形成____________________。尾部雄原核减数分裂Ⅱ雌原核④雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，_______________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核膜精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。⑤防止多精入卵的两道屏障透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称作透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。卵细胞膜反应：二、胚胎早期发育1．场所：_________________。输卵管2．过程①卵裂：受精卵形成后即在输卵管内进行________________，开始发育。胚胎发育早期，有段时间是在____________内进行分裂，细胞的数量不断_________，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。有丝分裂透明带增加②桑葚胚：当_________________产生的_________________逐渐形成致密的____________________，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。卵裂子细胞细胞团

③纛胚：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成_______________，将來发育成胎儿的各种组织;而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为__________________，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔叫_______________，这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作_________________。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。内细胞团滋养层细胞囊胚腔孵化④原肠胚：形成_____________________、内胚层和中胚层→各种组织、器官外胚层⑤卵裂期细胞或物质的变化规律项目变化

项目变化细胞数目每个细胞内的DNA总量每个细胞体积有机物总量DNA总量物质种类增多减小增多不变减少增多1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?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?提示：比较而言马的胚胎进入子官时，发有程度最高，它处于囊胚阶段。提示：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，胚胎虽然也可在8-16细胞阶段进入子官，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发有到囊胚阶段的胚胎进行移植。三、思考与讨论提示：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，才使精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。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。四、总结与练习1．下列关于受精过程的叙述，错误的是(

)A．获能后的精子与卵子相遇后，释放多种酶溶解卵细胞膜外的结构B．卵细胞膜反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂B提示：精子受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和融合等过程。获能的精子与卵细胞相遇后，发生顶体反应，释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，接触透明带并发生透明带反应，这是第一道屏障，随后入卵与卵细胞膜接触，发生卵细胞膜反应，这是第二道屏障。在精子形成雄原核时，卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体，形成雌原核，雌、雄原核结合，完成受精作用。2．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题：(1)图中字母表示的结构名称分别是[a]_____________、[b]____________。雄原核雌原核(2)图中数字表示的过程分别是①___________________________、②___________________________、③_______________________。精子穿过透明带精子进入卵细胞膜雌、雄原核融合(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作_________________。卵子一般在排出后都要在____________中进一步成熟，当达到__________时，才具备与精子受精的能力。(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是_________________________________。精