選修三胚胎工程課件

專題3胚胎工程專題3:胚胎工程胚胎工程胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要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。操作對象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律胚胎工程的建立一.胚胎移植技術(shù)的研究胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動和加速了體外受精技術(shù)的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

基礎(chǔ)知識梳理體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育基礎(chǔ)胚胎工程的應(yīng)用和前景模擬專題3:胚胎工程§3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期——生殖機(jī)能衰老1.精子的發(fā)生精原細(xì)胞有絲分裂初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子MⅠ第一階段第二階段減數(shù)分裂第三階段細(xì)胞變形MⅡ多個精原細(xì)胞染色體復(fù)制（部分）變形（3）精子發(fā)生的過程第１階段—初級精母細(xì)胞的形成精原細(xì)胞多個初級精母細(xì)胞

一次有絲分裂兩個細(xì)胞數(shù)次有絲分裂有絲分裂（3）精子發(fā)生的過程初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞MⅠMⅡ減數(shù)分裂第2階段—精子細(xì)胞的生成（3）精子發(fā)生的過程線粒體高爾基體A、頂體的發(fā)生發(fā)育中的頂體發(fā)育中的尾

(中心體)B、尾的的發(fā)育C、精子頭的出現(xiàn)D、細(xì)胞質(zhì)濃縮E、精子的形成原生質(zhì)滴尾線粒體鞘頂體第３階段：精子細(xì)胞變形成精子線粒體鞘閱讀精子細(xì)胞變形成精子的具體過程，討論：精子各組成分別由精子細(xì)胞的哪一部分形成?精子結(jié)構(gòu)圖精子細(xì)胞變形中的主要變化：1.細(xì)胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)——精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘膜(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落)（1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾三大部分。（2）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體形大小無關(guān)。提示：不是。其一，動物在自然繁殖的條件下為繁殖后代、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，在通過母畜生殖道的過程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境將對精子進(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)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，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？問題討論:

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)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)”。2.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？2.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程完成的。卵原細(xì)胞有絲分裂多個卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級卵母細(xì)胞MⅠ第一極體次級卵母細(xì)胞兩個第二極體第二極體卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成3卵子發(fā)生的過程：排卵卵子受精的標(biāo)志：

當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。注意：1.區(qū)分受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志

2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？答：剛排出的卵子尚未完全成熟，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。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。精子與卵子的發(fā)生比較場所開始時間增殖方式子細(xì)胞數(shù)目變形重要區(qū)別精子

卵子

睪丸卵巢輸卵管初情期以后性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂同上4個精子細(xì)胞1個卵細(xì)胞3個極體變形不變形哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的；而精子是從初情期開始的鞏固練習(xí)1.下列不屬于胚胎工程的是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育2.有一個卵原細(xì)胞中含有A與A’、B與B’兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）A.1個B.0或1個C.2個D.4個DB三、受精1、概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子

(即受精卵)的過程。2、標(biāo)志:在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。一)受精前的準(zhǔn)備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準(zhǔn)備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力4：過程.過程：3:受精階段

包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。哺乳動物受精過程示意圖1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)(第一道)2)精子進(jìn)入卵黃膜卵細(xì)胞膜反應(yīng)（第二道）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)穿越放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿越放射冠。

幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿越透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。穿越透明帶：穿越透明帶：幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障2.精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黃膜上的微絨毛抱住精子3.原核形成：

雄原核形成和雌原核形成4.配子結(jié)合：

雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精完成標(biāo)志

精子進(jìn)入卵子后,其細(xì)胞核變大到和卵子細(xì)胞核相似,精子細(xì)胞核(雄原核)和卵子細(xì)胞核(雌原核)同時向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個細(xì)胞核,這時稱受精卵。形成受精卵：小結(jié)受精階段:

精子穿越放射冠精子穿越透明帶精子穿越卵黃膜

原核形成

配子結(jié)合頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)（第一道）卵黃膜封閉作用（第二道）雄原核形成和雌原核形成雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精的意義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。三.胚胎發(fā)育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：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。：由具有全能性細(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：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂三.胚胎發(fā)育滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔1、卵裂期的特點：細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____每個細(xì)胞體積_____胚胎總體積_____或略有___DNA數(shù)目_____有機(jī)物總量_____有機(jī)物種類_____有絲分裂增加不增加縮小減小增加減少增加胚胎發(fā)育增加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：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。：由具有全能性細(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：將發(fā)育成胎膜和胎盤：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂外胚層、中胚層、內(nèi)胚層滋養(yǎng)層原腸腔2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段桑椹桑椹胚囊胚期滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔囊胚的形成受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原腸腔原腸胚外胚層中胚層內(nèi)胚層———————內(nèi)胚層——中胚層——原腸胚胚的發(fā)育：按照一定的次序向內(nèi)運(yùn)動受精卵——卵裂——囊胚原腸胚的形成1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？資料分析<討論>答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16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，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，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；獲能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。鞏固練習(xí)1精子與卵子結(jié)合過程中穿越的兩道屏障是（）①頂體反應(yīng)②透明帶反應(yīng)③卵黃膜封閉作用④精子穿越放射冠

A．①②B．②③C．③④D．②④2．在受精過程中（）①精子必須發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶②頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜③卵細(xì)胞恢復(fù)并很快完成了第一次減數(shù)分裂④精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌原核⑤透明帶反應(yīng)防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生

A．①②⑤B．①④⑤C．②③④D．②④⑤BB在動物胚胎發(fā)育過程中，早期原腸胚的細(xì)胞從一個部位移植到另一部位時，被移植的細(xì)胞能適應(yīng)新的部位并參與那里的器官形成，但如果在原腸胚的末期，把未來發(fā)育為蠑螈后肢的部分移植到另一蠑螈胚胎不長后肢的部分，將發(fā)育為一條額外的腿，這說明（）A.原腸胚末期已出現(xiàn)了組織分化和器官的形成B.細(xì)胞是全能的C.原腸胚末期出現(xiàn)了細(xì)胞分化D.原腸胚已出現(xiàn)了三個胚層C當(dāng)卵細(xì)胞達(dá)到（）時期時，才具備與精子受精的能力A.減數(shù)第二次分裂后期B.減數(shù)第一次分裂末期C.減數(shù)第二次分裂中期D.減數(shù)第二次分裂結(jié)束成熟C關(guān)于桑椹胚和囊胚的比較,以下說法正確的是(

)(多選)A.囊胚期細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)突變引起的B.囊胚期的細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞分化,但遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變C.桑椹胚的各細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能基本相同D.囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞差異不是復(fù)制水平上的差異，而是轉(zhuǎn)錄水平上的差異引起的。BCD下列有關(guān)哺乳動物的胚胎發(fā)育早期的卵裂期過程的敘述中，錯誤的是（）A.細(xì)胞數(shù)目不斷增多B.細(xì)胞的分裂方式是有絲分裂C.胚胎中DNA的總量增加D.每個細(xì)胞的DNA含量不斷增加，細(xì)胞全能性變小D下列能正確表示高等動物胚胎發(fā)育順序的是 （）A.受精卵→卵裂→原腸胚→囊胚→組織器官的分化B.卵→卵裂→原腸胚→組織器官分化C.受精卵→桑椹胚→原腸胚→幼體D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官的分化D桑椹胚是指（）A．含有一個充滿液體的腔B．總體積大于受精卵C．受精卵不斷分裂后形成D．外面無透明帶C下列說法正確的是（）A、成熟精子遇到卵子便可以發(fā)生受精作用B、排出成熟卵子的過程即為排卵C、卵子形成時分裂過程均在卵巢內(nèi)完成的D、卵子產(chǎn)生中的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子的結(jié)合過程中完成的D下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是（）A、初級精母、卵母細(xì)胞形成時間B、MⅠ和MⅡ的時間連續(xù)性C、成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形D、成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量下列屬于精子和卵子的發(fā)生上的區(qū)別是（）A細(xì)胞的分裂方式B染色體數(shù)量C遺傳物質(zhì)D生殖細(xì)胞的貯備DD獲能后的精子和卵子受精時,將會發(fā)生（多選）（）A、尾部脫落B、頂體反應(yīng)C、卵黃膜封閉D、透明帶反應(yīng)精子入卵后，發(fā)生的變化是（多選）（）

A、精子完成第二次減數(shù)分裂，形成雄原核

B、精子發(fā)生頂體反應(yīng)

C、激發(fā)透明帶反應(yīng)

D、卵子完成第二次減數(shù)分裂，形成雌原核ABCDCD研究表明，大多數(shù)動物如蛙的受精卵在卵裂期隨著卵裂的進(jìn)行胚胎的體積并不增大，但胚胎