2.3.1 胚胎工程的理论基础课件-高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

著名妇产科专家张丽珠教授与中国首例试管婴儿1988.3.10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？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。2.3.1胚胎工程的理论基础指对

、

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

早期胚胎细胞一、胚胎工程的理论基础胚胎工程：胚胎工程技术包括：

、

、

等体外受精

胚胎移植

胚胎分割在体外条件下，对动物自然（体内）受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。1、场所：2、时期：3、过程：睾丸内的曲细精管中从初情期开始直到生殖机能衰退发生的过程大体可分为三个阶段哺乳动物的睾丸知识回顾——精子的发生次级精母细胞MⅠ第一阶段精子细胞MⅡ初级精母细胞染色体复制变形精原细胞

精子第二阶段两次分裂（减数分裂）第三阶段

变形有丝分裂大量精原细胞知识回顾——精子的发生③精子头出现④细胞质浓缩①顶体的发生细胞核高尔基体细胞质线粒体②尾的发育发育中的顶体中心体演变成尾⑤精子形成顶体头原生质滴线粒体鞘尾精子的变形过程卵巢（发生）输卵管（成熟）1、场所：2、时期：胎儿期（性别分化后）和初情期后知识回顾——卵子的发生胎儿期：（性别分化后）卵原细胞有丝分裂形成初级卵母细胞储存于卵泡中初级卵母细胞透明带卵细胞膜MⅠ次级卵母细胞+第一极体排卵：MⅡ合子受精卵细胞膜与透明带的间隙可以观察到

极体2个+第二极体+第一极体初情期后卵子从卵泡中排出进入输卵管知识回顾——卵子的发生卵子是否受精的标志张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药创始人准备阶段1——精子获能受精：精子与卵子结合成合子（受精卵）的过程。包括准备阶段和受精阶段。精子获能的方法：一、受精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。②将精子培养在人工配制的获能液中（肝素、Ca2+载体）①直接利用雌性动物生殖道都要在输卵管内进一步成熟，发育到MⅡ中期才具备与精子受精的能力准备阶段2——卵子的准备一、受精不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关卵子成熟程度不同初级卵母细胞，如：马、犬等次级卵母细胞，如：人、猪、羊、牛等1.精子穿越卵细胞膜外结构（放射冠和透明带）一、受精受精阶段：放射冠(包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群)顶体反应：顶体内的酶（顶体酶）释放出来，溶解放射冠和透明带。透明带反应：（防止多精入卵受精的第一道屏障）精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。卵细胞膜上的微绒毛抱住精子精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。精子细胞膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵。一、受精受精阶段：2.精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应：（防止多精入卵受精的第二道屏障）4.雌雄原核融合

（受精完成标志）一、受精受精阶段：3.雌、雄原核形成雄原核的形成：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，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。雌原核的形成：精子入卵后被激活的卵子完成MⅡ，排出第二极体，形成雌原核。雌雄原核融合形成合子（受精卵）下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子（）C透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体。习题巩固次级卵母细胞受精2细胞期4细胞期8细胞期桑葚胚囊胚二、胚胎早期发育受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。二、胚胎早期发育胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂。1.卵裂：原肠胚受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚囊胚（1）桑葚胚当卵裂产生的子细胞数目达到32个左右，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。桑葚胚桑葚每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞。二、胚胎早期发育2．主要阶段及特点发育将来发育内细胞团的细胞未分化，具有全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。内细胞团滋养层囊胚腔透明带胎盘和胎膜胎儿的各种组织细胞开始出现分化（2）囊胚二、胚胎早期发育2．主要阶段及特点滋养层细胞已开始分化取滋养层细胞做DNA分析，可用于性别鉴定孵化：内细胞团滋养层囊胚腔透明带囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来。如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。二、胚胎早期发育2．主要阶段及特点（3）原肠胚滋养层内胚层外胚层原肠腔结构外胚层：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二、胚胎早期发育2．主要阶段及特点这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等，最终形成胎儿。讨论1.

表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？马，处于囊胚阶段。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？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。思考·讨论

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。讨论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。思考·讨论

不同动物受精卵发育的比较课堂小结练习与应用拓展应用T1细胞核：遗传物质的储存场所，决定后代的遗传特性。线粒体：有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。练习与应用拓展应用T2

精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有交配后精液进入雌性动物的生殖道，生殖道分泌产生一些物质解除了对精子获能的抑制，精子才能获能。

不同动物的精子在雌性动物生殖道内获能的部位可能不同，但精子主要是在子官和输卵管中获能。

精子的获能涉及以下变化：雌性动物生殖道分泌的一些物质使精子表面的物质发生变化(如某些酶将顶体表面的糖蛋白降解);膜的通透性发生变化等。这些变化可以暴露出精子表面识别卵细胞的受体，改变精子的活力，为后续受精做准备。练习与应用拓展应用T2生殖道对精子有初步的筛选作用，精子经过雌性动物生殖道的一些屏障后，只有少数活动力强的精子能到达受精部位；在精子和卵细胞识别后会发生一些反应，如卵细胞表面的精子识别受体很快发生分子修饰，使后面的精子表面的卵细胞结合蛋白不能识别它等。防止多精入卵的其他机制：1.关于桑葚胚和囊胚的比较，以下说法错误的是（

）A.桑葚胚的各细胞结构、功能基本相同B.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的C.囊胚期的细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变D.囊胚期