【生物】胚胎工程第一課時(shí)課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國(guó)結(jié)婚登記女性的年齡占比中，35歲及以上非最佳育齡婦女的占比正逐年增加。晚婚晚育與不孕不育增加的趨勢(shì)也高度重合。目前，我國(guó)育齡夫婦的不孕不育率已經(jīng)攀升至約12%-18%。這些夫婦特別想要一個(gè)自已的孩子，有什么好的建議能讓他們實(shí)現(xiàn)心愿么？

我國(guó)奶牛的單產(chǎn)水平無(wú)法滿足國(guó)民對(duì)牛奶的需求。擁有人氣明星“黑白花”奶牛之稱的美國(guó)荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般產(chǎn)乳量高達(dá)7000kg（305天）。引進(jìn)一頭成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要數(shù)萬(wàn)元；同時(shí)，牛的生育率很低，一生約生育四五次。你有什么方案可以實(shí)現(xiàn)荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？模擬有性生殖，進(jìn)行體外受精，培育試管動(dòng)物。核移植技術(shù)進(jìn)行克?。o(wú)性生殖）試管嬰兒1988年3月10日，當(dāng)張麗珠教授手托嬰兒頭、取出嬰兒時(shí)，一陣清脆的嬰兒啼哭聲把醫(yī)護(hù)人員震得心花怒放。張麗珠和長(zhǎng)大后的鄭萌珠合影試管嬰兒“試管嬰兒”技術(shù)：體外受精、胚胎的早期培養(yǎng)、胚胎移植1992年我國(guó)首例三胞胎試管嬰兒胚胎工程：指對(duì)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(dòng)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(duì)象：技術(shù)手段：生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞工程實(shí)質(zhì)：在體外條件下,對(duì)動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律

從社會(huì)中來(lái)選擇性必修3生物學(xué)（新人教版）第2章細(xì)胞工程第3節(jié)胚胎工程第1課時(shí)胚胎工程的理論基礎(chǔ)2、卵子的發(fā)生3、受精作用囊胚4、胚胎發(fā)育1、精子的發(fā)生受精卵每個(gè)生命的誕生，都始于一顆精子和一顆卵子的相遇。精卵結(jié)合的過(guò)程是怎樣的呢？1.概念：2.場(chǎng)所：輸卵管內(nèi)3.過(guò)程（一）.受精一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)受精前的準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備精原細(xì)胞精子卵原細(xì)胞第一極體第二極體卵細(xì)胞精子和卵子相互識(shí)別，融合成合子（受精卵）的過(guò)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(dòng)性⑤精子形成精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞復(fù)制次級(jí)精母細(xì)胞減Ⅰ精細(xì)胞減Ⅱ精子變形1.減數(shù)分裂2.精子的變形過(guò)程③精子頭出現(xiàn)④細(xì)胞質(zhì)濃縮①頂體的發(fā)生②尾的發(fā)育精子的形成3.形態(tài)結(jié)構(gòu)1）頭--------細(xì)胞核和一個(gè)頂體。頂體----高爾基體------頂體酶

細(xì)胞核----父方的遺傳物質(zhì)精子形似蝌蚪，總長(zhǎng)約66μm，分頭、尾部（中段和尾）兩部分。精子的形成成熟精子和幾種主要家畜的精子示意圖2）尾部-----中段的線粒體鞘含有螺旋狀排列的線粒體，為精子的運(yùn)動(dòng)提供能量。尾部是精子代謝和運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。尾部的中心含一條貫穿全尾的軸絲（類似鞭毛）。（1）準(zhǔn)備階段1：精子獲能

即精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。張明覺(jué)，美籍華人，生殖生物學(xué)家、育種學(xué)家和避孕藥的創(chuàng)始人。1951年發(fā)現(xiàn)“精子獲能”現(xiàn)象，被人們譽(yù)為“試管嬰兒”的先驅(qū)。1）精子獲能的方法：①直接利用雌性動(dòng)物生殖道使精子獲能；②將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。（獲能液的成分因動(dòng)物種類不同而有差異，常見(jiàn)的有效成分有肝素、Ca2+載體等。）3.過(guò)程：一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)（一）.受精精子獲得受精能力2）研究精子獲能機(jī)制的意義：

實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)物在體外條件下的獲能，為_(kāi)____________的建立奠定了基礎(chǔ)體外受精技術(shù)一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)卵子的形成卵子的形成A.場(chǎng)所：B.時(shí)間：C.過(guò)程：卵巢(卵泡中)胚胎在性別分化后分裂過(guò)程不連續(xù)，有兩次暫停。卵子的準(zhǔn)備：卵巢排出的卵子發(fā)育到MⅡ期一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)卵子的形成才具備與精子受精能力（1）準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備①

卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。②

動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，如馬、犬等；有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，如豬、羊等。③

卵子成熟的場(chǎng)所：

排出的卵子都要在

內(nèi)進(jìn)一步成熟。④

卵子具備與精子受精能力的時(shí)期為

。具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)3.過(guò)程：（一）.受精輸卵管MⅡ期

卵子是哺乳動(dòng)物體內(nèi)最大的細(xì)胞

精子穿越透明帶

精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，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)精子入卵后，卵細(xì)胞膜發(fā)生的阻止精子進(jìn)入的生理反應(yīng)防止多精入卵的兩道屏障精子釋放多種酶溶解膜外結(jié)構(gòu)

雌、雌原核形成

雌、雄原核靠近核膜消失卵裂即將開(kāi)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Ⅱ，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(gè)極體（2）受精階段-----受精過(guò)程（輸卵管內(nèi)）受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核融合形成合子（受精卵）4.受精階段-----受精過(guò)程小結(jié)受精的標(biāo)志：觀察到卵細(xì)胞膜和透明帶之間有兩個(gè)極體受精完成的標(biāo)志：蜼雄原核的融合精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)，如透明帶精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)形成雄原核、雌原核，釋放第二極體精子入卵雌、雄原核靠近核膜消失，形成受精卵受精結(jié)束，卵裂開(kāi)始受精過(guò)程完成以后開(kāi)始進(jìn)行胚胎發(fā)育。防止多精入卵的第一道屏障防止多精入卵的第二道屏障受精過(guò)程【檢測(cè)】以下與受精作用有關(guān)的說(shuō)法中，不正確的是(

) A.受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的核和卵細(xì)胞的核融合 B.受精后的卵細(xì)胞能阻止其他精子的進(jìn)入 C.受精作用前后卵細(xì)胞的活躍狀態(tài)不同 D.受精卵中的染色體和DNA均由精子和卵細(xì)胞各提供一半

D下列細(xì)胞，哪一個(gè)代表已經(jīng)完成受精的卵子()C透明帶和卵細(xì)胞膜之間的兩個(gè)極體是不同的，分別是第一極體和第二極體受精卵中僅母體線粒體可存活1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)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，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(guò)程。排出的卵細(xì)胞是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵細(xì)胞。是指卵細(xì)胞從卵泡中排出。易錯(cuò)點(diǎn)4.產(chǎn)生卵子的過(guò)程是否都發(fā)生在卵巢中？否、減II過(guò)程是在輸卵管中。一、概念檢測(cè)1.判斷下列有關(guān)哺乳動(dòng)物受精的表述是否正確。（1）在自然條件下，受精在子宮中完成。（

）（2）精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力。（

）（3）精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵。（

）思考：受精過(guò)程中為什么要阻止多精入卵呢？××√練習(xí)與應(yīng)用（P59）受精的意義：保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。拓展了解——胚胎發(fā)育和個(gè)體發(fā)育一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)人卵細(xì)胞受精到受精卵卵裂后植入的過(guò)程受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚囊胚（二）胚胎早期發(fā)育一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)哺乳動(dòng)物的

和

。輸卵管子宮1.場(chǎng)所：2.過(guò)程：（1）卵裂期①細(xì)胞分裂方式是__________②細(xì)胞數(shù)目_____

③胚胎總體積_________________④每個(gè)細(xì)胞的體積______

⑤胚胎總有機(jī)物_____⑥胚胎總DNA數(shù)______⑦每個(gè)細(xì)胞具有_______________有絲分裂增加不增加或略有減小減小減小增加發(fā)育的全能性卵裂期（二）胚胎早期發(fā)育一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚囊胚2.過(guò)程：透明帶卵裂期（二）胚胎早期發(fā)育一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚囊胚（1）卵裂期2.過(guò)程：桑葚胚：當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚。每個(gè)細(xì)胞具有全能性，屬于全能性細(xì)胞。卵裂期（二）胚胎早期發(fā)育一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚囊胚（1）卵裂期2.過(guò)程：（2）囊胚（細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化，囊胚腔，孵化）內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞胎兒的各種組織胎盤(pán)和胎膜發(fā)育桑葚胚及以前的胚胎，每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性；囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，可以發(fā)育成胎兒的各種組織，也具有全能性。常常從桑葚胚或囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)獲取胚胎干細(xì)胞。動(dòng)物種類受精卵發(fā)育的時(shí)間/h進(jìn)入子宮時(shí)受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞16細(xì)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(xì)胞豬21?5151-6666~7290-110110-1142~2.54~6細(xì)胞馬2430?3650?607298-1066囊胚牛27~4244?6546?9096-120120-1444?58~16細(xì)胞不同動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間有明顯的差異。請(qǐng)分析下表，討論相關(guān)問(wèn)題。幾種動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間表。：不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較注：馬、牛為排卵后時(shí)間，其他動(dòng)物為交配后時(shí)間。一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)討論1.

表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)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(shí)，應(yīng)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？討論3.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)?請(qǐng)結(jié)合所學(xué)習(xí)的內(nèi)容舉例說(shuō)明。胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解了哺乳動(dòng)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(shí)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。比較而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)，發(fā)育程度最高，它處于囊胚階段。小鼠應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑葚胚階段的胚胎進(jìn)行移植。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(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。滋養(yǎng)層內(nèi)胚層外胚層原腸腔囊胚孵化后，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，出現(xiàn)由內(nèi)胚層包圍的空腔叫做原腸腔。---原腸胚由原腸胚的三個(gè)胚層將進(jìn)一步分化成組織、器官等。孵化

囊胚從透明帶中伸展出來(lái)受精胚胎發(fā)育胚胎工程的理論基礎(chǔ)準(zhǔn)備階段1—精子獲能準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備受精卵裂桑葚胚囊胚原腸胚精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)精子接觸卵細(xì)胞膜精子入卵雌、雄原核形成雌、雄原核靠近核膜消失，形成受精卵課堂小結(jié)一、概念檢測(cè)1.判斷下列有關(guān)哺乳動(dòng)物受精的表述是否正確。（1）在自然條件下，受精在子宮中完成。（

）（2）精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力。（

）（3）精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵。（

）2.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A.在桑葚胚階段，胚胎的內(nèi)部開(kāi)始出現(xiàn)含有液體的腔B.胚胎干細(xì)胞是一類未分化的細(xì)胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細(xì)胞一般都具有全能性，囊胚的細(xì)胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時(shí)，胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加××√A練習(xí)與應(yīng)用（P59）二、拓展應(yīng)用1.

精母細(xì)胞在變成精子的過(guò)程中，很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核與線粒體都保留了下來(lái)，請(qǐng)嘗試用你所了解的哺乳動(dòng)物受精的相關(guān)知識(shí)來(lái)解釋這一現(xiàn)象。

2.

精子在雌性動(dòng)物的生殖道內(nèi)是如何獲能的?除了教材中介紹的，防止多精入卵的機(jī)制還有哪些?感興趣的話，請(qǐng)通過(guò)查閱相關(guān)資料或請(qǐng)教專家來(lái)進(jìn)行了解。關(guān)于受精作用，你還能提出其他問(wèn)題嗎?細(xì)胞核和線粒體都是精子的重