【課件】胚胎工程的理論基礎(chǔ)課件人教版選擇性必修3

1、2.3.1 胚胎工程的理論基礎(chǔ)胚胎工程的迅速發(fā)展讓人們大量繁殖優(yōu)良家畜品種的愿望，正在成為現(xiàn)實(shí)。指對生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。體外受精、胚胎移植、胚胎分割等操作對象：技術(shù)手段：生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞胚胎工程：工程實(shí)質(zhì)：在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。2、卵子的發(fā)生3、受精作用囊胚4、胚胎發(fā)育體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1、精子的發(fā)生受精卵一、精子的形成精子的發(fā)生是在睪丸完成的雄性動物從初情期至生殖機(jī)能衰退，睪丸曲細(xì)精管不斷

2、進(jìn)行生殖細(xì)胞的增殖曲細(xì)精管為高度彎曲的上皮狀管道，每個睪丸小葉中含有1-4條1.場所一、精子的形成4.不同物種的精子精子的形態(tài)： 不同動物精子形似蝌蚪，但其大小略有不同與動物體型大小無關(guān)。二、卵細(xì)胞的形成1.場所卵子發(fā)生在卵巢完成胚胎性別分化后，雌性胎兒卵巢內(nèi)卵原細(xì)胞通過有絲分裂增加數(shù)量卵原細(xì)胞可進(jìn)一步形成初級卵母細(xì)胞初級卵母細(xì)胞被卵泡細(xì)胞包圍形成卵泡哺乳動物卵泡的形成與在卵巢內(nèi)儲備在出生前完成，與精子形成不同卵巢示意圖精子和卵子的結(jié)構(gòu)二、卵細(xì)胞的形成3.形態(tài)卵細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖 卵細(xì)胞是哺乳動物體內(nèi)最大的細(xì)胞，大約是精子體積的100倍。其直徑可達(dá)0125-015毫米，和人的頭發(fā)尖的直徑差不多。卵子是

3、通過減數(shù)分裂形成的，第一次減數(shù)分裂在卵巢內(nèi)完成，經(jīng)過排卵過程，即將次級卵母細(xì)胞及外周的透明帶和放射冠排出，倘若次級卵母細(xì)胞遇到精子，再結(jié)合過程中進(jìn)行減數(shù)第二次分裂，成為真正意義上的卵細(xì)胞。 三、受精 精子和卵子相互識別，融合成合子（受精卵）的過程。細(xì)胞膜的功能進(jìn)行細(xì)胞間信息交流細(xì)胞膜具有一定的流動性輸卵管卵巢子宮雌性動物生殖道受精前的準(zhǔn)備精子獲能精子發(fā)生的使之具有受精能力的生理變化卵子的準(zhǔn)備卵巢排出的卵子發(fā)育到M中期受精的場所2.受精前的準(zhǔn)備1.概念 精子穿越透明帶 精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)透明帶發(fā)生的阻止精子進(jìn)入的生理反應(yīng) 精子進(jìn)入卵細(xì)胞卵細(xì)胞膜反應(yīng)卵細(xì)胞膜發(fā)生的阻止精子進(jìn)入的生理反應(yīng)防止

4、多精入卵雄原核 第一極體 雌原核 第二極體 精子釋放蛋白酶溶解膜外結(jié)構(gòu) 雌、雌原核形成 雌、雄原核靠近 核膜消失卵裂開始雄原核精子脫尾，核膜重構(gòu)雌原核卵子完成減數(shù)分裂釋放第二極體雄原核 第一極體 雌原核 第二極體 受精的標(biāo)志 ：透明帶和卵細(xì)胞膜之間有兩個極體三、受精3.過程1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵細(xì)胞？2.排卵是指卵細(xì)胞從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵細(xì)胞嗎？它在母體的什么部位與精子受精？剛排出的卵細(xì)胞尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵細(xì)胞是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。正常

5、情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵細(xì)胞。是指卵細(xì)胞從卵泡中排出。易錯點(diǎn)4.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？否、減II過程是在輸卵管中易錯點(diǎn)提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。 5.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)

6、合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機(jī)”。6.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？ 維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。受精過程完成以后開始進(jìn)行胚胎發(fā)育。三、受精4.實(shí)質(zhì)和意義胚胎的早期發(fā)育卵裂分裂方式有絲分裂2細(xì)胞 4細(xì)胞 8細(xì)胞 受精卵 桑葚胚（32細(xì)胞）透明帶四、胚胎發(fā)育1.過程卵裂期的特點(diǎn)細(xì)胞分裂方式為_細(xì)胞數(shù)目_每個細(xì)

7、胞體積_胚胎總體積_或略有_有機(jī)物總量_有機(jī)物種類_DNA總數(shù)目_有絲分裂增加不增加縮小減小減少增加增加囊胚 桑葚胚 發(fā)育成胎兒的各種組織發(fā)育胎膜和胎盤內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性胚胎的早期發(fā)育透明帶 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 囊胚腔滋養(yǎng)層胚胎進(jìn)一步發(fā)育，出現(xiàn)細(xì)胞分化四、胚胎發(fā)育1.過程透明帶 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 囊胚腔滋養(yǎng)層孵化 囊胚從透明帶中伸展出來大規(guī)模分化外胚層內(nèi)胚層原腸腔滋養(yǎng)層四、胚胎發(fā)育1.過程內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞外胚層內(nèi)胚層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)下方的細(xì)胞衍生形成中胚層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞經(jīng)過變化插到內(nèi)外胚層形成原腸腔內(nèi)胚層包圍的囊腔四、胚胎發(fā)育1.過程外胚層：表皮及其附屬結(jié)構(gòu)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官內(nèi)胚層：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺體

8、中胚層：皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官外膜、循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng) 受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。 人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片 此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對吮吸的反映 。四、胚胎發(fā)育1.過程受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（內(nèi)含囊胚腔）原腸胚（內(nèi)含原腸腔）胎兒形成滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由全能細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：最初在輸卵管進(jìn)行有絲

9、分裂胚胎發(fā)育小結(jié)主要特點(diǎn)：不同動物受精卵進(jìn)入子宮的時間 2.將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠體內(nèi)，至少應(yīng)發(fā)育到什么階段的胚胎？如果換成牛又怎樣處理，若為馬呢？囊胚桑葚胚動物種類 進(jìn)入子宮時受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段天發(fā)育階段小鼠3桑葚胚綿羊3416細(xì)胞豬22.546細(xì)胞馬6囊胚牛45816思考討論1. 表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？答案：比較而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮時，發(fā)育程度最高,它處于囊胚階段。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在816細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。3. 為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，

10、會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合所學(xué)習(xí)的內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解了哺乳動物在自然條件下受精和胚胎早期發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。 人們正是在認(rèn)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟，精子能在體外完成獲能，獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子能在試管內(nèi)完成受精，獲得的受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等。1988年3月10日我國首例試管嬰兒誕生著名婦產(chǎn)科專家張麗珠教授與中國首例試管嬰兒首例試管嬰兒1992年我國首例三胞胎試管嬰兒1.試管嬰兒技術(shù)包括哪些操作步驟？2.試管嬰兒培育和母親正常懷孕的過程有何異同？ 相同之處： 不同之處： 思考-討論： 體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植都通過有性生殖產(chǎn)生;都要在母體子宮內(nèi)發(fā)育形成胎兒。受精作用在體外，在體外發(fā)育成早期胚胎進(jìn)行胚胎移植。第一步：體外受精 第二步：胚胎的早期培養(yǎng)第三步：胚胎移植一、胚胎工程的