胚胎工程的理论基础课件【知识精讲+对点专练+框架导图】高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

第二章 细胞工程2.3.1 胚胎工程的理论基础 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优良奶牛快速、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？良种荷斯坦奶牛良种荷斯坦奶牛可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代牛生下后代从社会中来从社会中来指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞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胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等胚胎工程：理论基础操作对象技术手段哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律体外受精、胚胎移植、胚胎分割等生殖细胞受精卵早期胚胎细胞1、受精的概念：指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程3.过程准备阶段受精阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备胚胎工程的理论基础2.受精场所：哺乳动物发生在输卵管中受精受精过程体现了细胞膜的什么作用：细胞膜的功能：进行细胞间信息交流细胞膜的结构：具有一定的流动性胚胎工程的理论基础受精准备阶段1精子获能 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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力精子获能精子获能体内获能：直接利用雌性动物生殖道使精子获能体外获能：将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。

获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等张明觉美籍华人1951年发现“精子获能”现象，被人们誉为“试管婴儿”的先驱精子的变形过程精子头出现细胞质浓缩顶体的发生尾的发育精子形成胚胎工程的理论基础受精准备阶段1精子获能成熟精子和几种主要家畜的精子示意图胚胎工程的理论基础受精准备阶段2卵子的准备卵子在输卵管中进一步成熟发育到M中期卵巢产生初级（次级）卵母细胞卵子的准备特点：不同动物排出的卵子成熟度不同分裂过程不连续，有两次暂停由卵巢产生，在输卵管中进一步成熟胚胎工程的理论基础受精受精阶段精子会释放出多种酶如(顶体酶)，溶解卵细胞膜外的一些结构，形成精子穿越通路顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带1、精子穿越透明带 2、精子接触卵细胞膜精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应，阻止多精入卵精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，精子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵雄原核 第一极体 雌原核 第二极体 3、精子进入卵细胞精子入卵后，发生卵细胞膜反应，阻止多精入卵；尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核；激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。

胚胎工程的理论基础受精受精阶段核膜消失，这个含有两个染色核膜消失，这个含有两个染色体组的合子就是受精卵体组的合子就是受精卵受精过程结束后，受精卵的发受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了育也就开始了雄、雌原核充分发育后，相雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近向移动，彼此靠近 4、雌、雄原核靠近5、核膜消失卵裂开始1、两道防止多精入卵的屏障是什么？透明带反应、卵细胞膜反应2、受精的标志是什么？受精完成的标志、受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？是什么？受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间有两个极体受精完成的标志：雌雄原核融合精子和卵子结合视频人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程胚胎工程的理论基础胚胎的早期发育受精卵受精卵2细胞胚细胞胚4细胞胚细胞胚8细胞胚细胞胚桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚胚胎工程的理论基础胚胎的早期发育受精卵受精卵2细胞胚细胞胚4细胞胚细胞胚8细胞胚细胞胚桑椹胚桑椹胚卵裂期卵裂期的特点的特点细胞分裂方式是_ 细胞数目_胚胎总体积_每个细胞的体积_胚胎总有机物_胚胎总DNA数_每个细胞具有_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加或略有减小不增加或略有减小减小减小减小减小增加增加发育的全能性发育的全能性桑椹胚：桑椹胚：细胞数目达到细胞数目达到32个，排列紧密，形似桑椹。

个，排列紧密，形似桑椹每个细胞具有全能性，属于全能性细胞每个细胞具有全能性，属于全能性细胞胚胎工程的理论基础胚胎的早期发育受精卵受精卵2细胞胚细胞胚4细胞胚细胞胚8细胞胚细胞胚桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚透明带 内细胞团 囊胚腔滋养层发育成胎儿的各种组织发育胎膜和胎盘内细胞团细胞具有全能性囊囊胚胚进进一一步步发发育育，胚胚胎胎的的内内部部出出现现了了含含有有液液体体的囊腔的囊腔囊胚腔囊胚腔囊囊胚胚进进一一步步扩扩大大会会导导致致透透明明带带破破裂裂破破裂裂，胚胚胎胎从从其其中中伸伸展展出出来来，这这一一过程叫做过程叫做孵化孵化胚胎工程的理论基础胚胎的早期发育受精卵受精卵2细胞胚细胞胚4细胞胚细胞胚8细胞胚细胞胚桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚滋养层滋养层内胚层内胚层 外胚层外胚层原肠腔原肠腔囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统胚胎发育全过程动动物物 种种类类受精卵受精卵发发育的育的时间时间/h进进入子入子宫时宫时受精受精卵的卵的 发发育天数和育天数和发发育育阶阶段段2细细胞胞4细细胞胞8细细胞胞16细细胞胞桑装胚桑装胚天天发发育育阶阶段段小鼠小鼠243838 5050 6060 7068 803桑建胚桑建胚绵绵羊羊3638424867 72963416细细胞胞猪猪21 5151-66667290-110110-11422.546细细胞胞马马2430 3650 607298-1066囊胚囊胚牛牛274244 6546 9096-120120-144458 16细细胞胞不同动物受精卵发育的比较不同动物受精卵发育的比较不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。

不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异请分析下表，讨论相关问题几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表请分析下表，讨论相关问题几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间讨论1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？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？马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段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816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不同动物受精卵发育的比较：不同动物受精卵发育的比较讨论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。

不同动物受精卵发育的比较：不同动物受精卵发育的比较精子和卵子在发生上的区别精子卵子发生场所睾丸曲细精管卵巢和输卵管发生时间初情期后胚胎性别分化以后 特点两次分裂为连续的精细胞需要变形形成精子M1减数分裂在卵巢中进行；M2在输卵管中进行，两次分裂是不连续的；不需要变形数量一次采精可以获得很多一个卵泡只形成一个成熟的卵子分裂情况均等分裂不均等分裂相同点二者在减数分裂前都通过有丝分裂增加性原细胞的数量发生过程中均经过一次复制和两次分裂，子细胞的染色体数目减半课堂小结一、概念检测1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确1）在自然条件下，受精在子宫中完成2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（）A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加A练习与应用能力提升1、下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，不正确的是()A桑葚胚以前的细胞均未分化，都具有发育的全能性B卵裂期细胞数目增多，体积变小，有机物含量和种类不断减少C胚胎发育从完成受精作用时就已开始，直至发育成为成熟的胎儿D早期胚胎发育到一定程度会从透明带中孵化出来B能力提升2、如图表示某哺乳动物的受精卵发育至桑葚胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、物质种类、有机物总量、所有细胞体积之和的变化趋势，其中正确的是()ABCDA。