2.3胚胎工程的理論基礎第1課時課件高二下學期生物人教版選擇性必修3

1988年3月10日我國首例試管嬰兒誕生1992年我國首例三胞胎試管嬰兒“試管嬰兒”技術過程：第一步：體外受精第二步：胚胎的早期培養(yǎng)第三步：胚胎移植第3節(jié)胚胎工程第2章

細胞工程一

胚胎工程的理論基礎胚胎工程【胚胎工程】指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進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生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括體外受精、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：技術手段：生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞工程實質：在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。理論基礎：哺乳動物體內受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。討論：每個生命的誕生，都始于一顆精子和一顆卵子的相遇。精卵結合的過程是什么？受精【受精】(fertilization)指精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。1.概念3.過程準備階段受精階段準備階段1：精子獲能準備階段2：卵子的準備胚胎工程的理論基礎——受精2.場所輸卵管進行細胞間信息交流一定的流動性細胞膜的功能：細胞膜具有：⑤精子形成MⅡ準備階段1：精子獲能胚胎工程的理論基礎——受精精原細胞（n→2n）精子（n）初級精母細胞

（2n）MⅠ次級精母細胞

（n）精細胞（n）變形①頂體的發(fā)生②尾的發(fā)育③精子頭出現(xiàn)④細胞質濃縮拓展：精子的變形過程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。準備階段1：精子獲能胚胎工程的理論基礎——受精成熟精子和幾種主要家畜的精子示意圖準備階段1：精子獲能胚胎工程的理論基礎——受精資料：張明覺(美籍華人，生殖生物學家、育種學家和避孕藥的創(chuàng)始人。)

發(fā)現(xiàn)問題：用各種方法處理兔附睪中的精子，無法實現(xiàn)體外受精。觀察現(xiàn)象：精子在雌性動物生殖道內運行的時間不長，但必須經(jīng)過這一時段才能受精。得到啟示：剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才獲得受精能力?！@一現(xiàn)象稱為“精子獲能”。研究價值：找到精子在體外獲能的物質，實現(xiàn)了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能。使精子獲能的方法有直接利用雌性動物生殖道使精子獲能；

將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。常見的獲能液有效成分有肝素、Ca2+載體等。準備階段2：卵子的準備胚胎工程的理論基礎——受精（1）動物排出的卵子成熟程度不同：有的可能是

，如馬、犬等；有的可能是

，如豬、羊等；（2）卵子成熟的場所：排出的卵子都要在

進一步成熟，到

期，才具備與精子受精的能力。初級卵母細胞次級卵母細胞輸卵管內MⅡ卵巢輸卵管受精階段胚胎工程的理論基礎——受精透明帶卵細胞膜核第一極體具備受精能力的卵子結構①精子穿越卵細胞膜外的結構受精階段胚胎工程的理論基礎——受精釋放出多種酶，以溶解這些結構透明帶會迅速發(fā)生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶②精子觸及卵細胞膜的瞬間阻止多精入卵的第一道屏障卵細胞膜立即發(fā)生生理反應，

拒絕其他精子再進入卵內。③精子入卵后受精階段胚胎工程的理論基礎——受精阻止多精入卵的第二道屏障精子尾部脫離，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一個比原來精子核還大的核，叫做雄原核。激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體后，形成雌原核。受精標志：觀察到兩個極體或者雌、雄原核④雌、雄原核形成相關信息：多數(shù)哺乳動物的第一極體不進行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會再形成兩個第二極體。⑤雌、雄原核靠近受精階段胚胎工程的理論基礎——受精核膜消失、第一次卵裂即將開始。⑤雌、雄原核融合、形成受精卵受精完成的標志小結：（1）阻止多精入卵的兩道屏障：

第一道：

時間：

；

第二道：

時間：

。

（2）兩個標志

受精標志：

；

受精完成標志：

。精子觸及卵細胞膜的瞬間精子入卵后透明帶反應卵細胞膜反應觀察到兩個極體或者雌、雄原核雌、雄原核融合，形成合子(1)精子和卵子相遇結合形成受精卵的部位是輸卵管(

)(2)精子和卵子都需要經(jīng)過獲能才能進行受精作用(

)(3)受精的標志是觀察到兩個極體；受精完成的標志是雌、雄原核融合形成合子(

)(4)動物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中進一步發(fā)育到MⅡ期才具備受精能力(

)判斷正誤√×√×胚胎工程的理論基礎——受精卵子的發(fā)生和成熟示意圖：（1）①、②、③細胞名稱：（2）a、b、c表示細胞分裂，依次為：（3）在精子與卵子結合過程中完成的分裂是：（4）假設該動物體細胞內有染色體2n條，則①、②、③、④四種細胞內的染色體數(shù)目依次是：卵原細胞、次級卵母細胞2n、2n、n、2n胚胎工程的理論基礎——受精初級卵母細胞、有絲分裂、減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ原腸胚囊胚胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育受精卵2細胞胚4細胞胚8細胞胚6.原腸胚哺乳動物的胚胎早期發(fā)育的場所：輸卵管和子宮桑葚胚1.卵裂期（1）場所：

內（2）分裂方式：

；（3）特點

①細胞數(shù)量：

；

②胚胎總體積：

；（4）其他表現(xiàn)

③每個細胞體積：

；

④每個細胞的核DNA數(shù)目：

；

⑤DNA總數(shù)目：

；

⑥有機物總量：

；

⑦有機物種類：

。透明帶有絲分裂不斷增加并不增加或略有減小減小增加不變減少增加胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育（1）概念：當卵裂產(chǎn)生的子細胞逐漸形成

的細胞團，形似桑葚，

這時的胚胎稱為桑葚胚。（2）特點：這一階段及之前的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細胞。2.桑葚胚（一般32細胞）胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育致密（2）結構組成：

①內細胞團

位置：

；

作用：

；

②滋養(yǎng)層

位置：

；

作用：

；

③囊胚腔：胚胎內部含有

的腔3.囊胚胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育（1）特點：細胞開始

。分化聚集在胚胎一端將來發(fā)育成胎兒的各種組織具有全能性沿透明帶內壁擴展和排列將來發(fā)育成胎膜和胎盤液體（3）孵化：囊胚進一步擴大，會導致

破裂，胚胎從其中

。透明帶伸展出來*孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育

原腸胚表面的細胞層為_______，向內遷移的細胞形成_______；隨著發(fā)育的進行，一部分細胞還會在內外兩個胚層之間形成_______；這三個胚層將

。外胚層內胚層中胚層逐漸分化形成各種組織、器官等4.原腸胚胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育胚胎發(fā)育和個體發(fā)育胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育由受精卵發(fā)育成為成熟的胎兒動物種類受精卵發(fā)育的時間/h進入子宮時受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段2細胞4細胞8細胞16細胞桑裝胚天發(fā)育階段小鼠24~3838?5050?6060?7068?803桑建胚綿羊36~38424867?72963~416細胞豬21?5151-6666~7290-110110-1142~2.54~6細胞馬2430?3650?607298-1066囊胚牛27~4244?6546?9096-120120-1444?58~16細胞不同動物受精卵發(fā)育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題。幾種動物受精卵發(fā)育及其進入子宮的時間表。：不同動物受精卵發(fā)育的比較注：馬、牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。討論1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？討論2.將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎?如果換成牛又該怎樣處理？比較而言，馬的胚胎進入子宮時，發(fā)育程度最高，它處于囊胚階段。小鼠應選擇至少發(fā)育到桑葚胚階段的胚胎進行移植。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，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行移植。：不同動物受精卵發(fā)育的比較(1)胚胎發(fā)育早期的細胞分裂方式包括有絲分裂和減數(shù)分裂(

)(2)囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有全能性(

)(3)胚胎發(fā)育過程中開始分化的階段是原腸胚期(

)(4)囊胚內的內細胞團將來發(fā)育成胎盤和胎膜(

)(5)胚胎發(fā)育的場所是輸卵管(

)判斷正誤×××××胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育1.(2021·海南?？谄谥?下列有關早期胚胎發(fā)育過程中各階段的敘述，錯誤的是A.滋養(yǎng)層細胞將發(fā)育為胎膜和胎盤B.內細胞團可發(fā)育成胎兒的各種組織C.高等哺乳動物細胞的分化開始于桑葚胚階段D.胚胎從透明帶中伸展出來的過程發(fā)生于囊胚階段典題應用及時反饋知識落實√胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育2.哺乳動物受精卵在卵裂過程中發(fā)生的變化是A.細胞的總面積與總體積的比值逐漸增大B.細胞的數(shù)目增多，有機物含量增加C.每個細胞的DNA含量不斷增加，全能性提高D.逐漸出現(xiàn)了原腸胚，并有了胚層的分化√胚胎工程的理論基礎——胚胎早期發(fā)育3.下圖表示哺乳動物胚