胚胎工程的理論基礎(chǔ)課件 【知識(shí)精講精研】 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

北部白犀牛：體大威武，是陸生脊椎動(dòng)物中居于第二位的龐大動(dòng)物。

1970年代及1980年代間非法獵殺令其數(shù)量由500只減至15只，截止2015年11月，地球上僅剩三頭北部白犀牛：42歲的高齡的蘇丹、它是唯一的雄性北白犀，另外還有25歲的納金和15歲的法圖則是兩頭雌性北白犀，截至2018年唯一的雄性蘇丹離世，但是科學(xué)家設(shè)法保存了少量北方白犀牛的精子。從社會(huì)中來(lái)北部白犀牛任務(wù)：拯救北白犀，擴(kuò)大其種群數(shù)量【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。操作對(duì)象生殖細(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)育的模擬操作。第3節(jié)胚胎工程

主講人：XXX第1課時(shí)

胚胎工程的理論基礎(chǔ)一、

胚胎工程的理論基礎(chǔ)---受精◆場(chǎng)所:輸卵管指精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程?！羰芫壕?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準(zhǔn)備階段：精子的準(zhǔn)備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⑤精子形成【資料1】精子變形的過(guò)程頭頸線粒體鞘尾線粒體細(xì)胞核問(wèn)題1.精細(xì)胞變形成為精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，為什么細(xì)胞核和線粒體保留了下來(lái)？遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存的場(chǎng)所可以提供能量精子結(jié)構(gòu)示意圖【資料2】張明覺(jué)，美籍華人、生殖生物學(xué)家，被科學(xué)界譽(yù)為“試管嬰兒之父”和“避孕藥之父”。1951年張教授在做兔的體外受精實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn):放入的精子卵子受精的情況附睪取出未受精剛排出的精子未受精母兔生殖道內(nèi)取出受精精子獲能：剛剛排出的精子不能立即與卵細(xì)胞受精，必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力?！艟荧@能的方法：意義：為體外受精技術(shù)的建立奠定了重要基礎(chǔ)。①將精子放在人工配制的獲能液中獲能②直接利用雌性動(dòng)物生殖道使精子獲能問(wèn)題2.剛排出的卵子都能與精子完成受精作用嗎？常見(jiàn)有效成分有肝素、Ca2+載體等1.準(zhǔn)備階段：卵子的準(zhǔn)備卵子形成過(guò)程示意圖原始卵泡成熟卵泡卵子馬、犬排卵

動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同：但他們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育成熟，到MⅡ中期時(shí)才具備與精子受精的能力

。一、

胚胎工程的理論基礎(chǔ)---受精◆場(chǎng)所:輸卵管指精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程?！羰芫?.準(zhǔn)備階段2.受精階段(1)精子獲能(2)卵子成熟◆過(guò)程:2.受精階段結(jié)合視頻，閱讀教材56-58頁(yè),小組討論后回答以下問(wèn)題：1.受精時(shí)，精子依次穿過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？防止多精入卵的屏障有哪些？3.卵細(xì)胞受精的標(biāo)志是什么？完成受精的標(biāo)志是什么？具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)示意圖合作探究12.精子入卵后，其自身結(jié)構(gòu)有什么變化？與此同時(shí)卵細(xì)胞有什么變化？結(jié)合視頻，閱讀教材56-58頁(yè),小組討論后回答以下問(wèn)題：1.受精時(shí)，精子依次穿過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？防止多精入卵的屏障有哪些？具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)示意圖合作探究1①

透明帶反應(yīng)：在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后續(xù)精子進(jìn)入透明帶。②卵細(xì)胞膜反應(yīng)：在第一個(gè)精子入卵后，卵細(xì)胞膜也會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)。2.精子入卵后，其自身結(jié)構(gòu)有什么變化？與此同時(shí)卵細(xì)胞有什么變化？精子：尾部脫離，原有核膜破裂、形成雄原核卵細(xì)胞：完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體，形成雌原核觀察到雌、雄原核或兩個(gè)極體；卵細(xì)胞受精的標(biāo)志：兩個(gè)極體雌雄原核完成受精的標(biāo)志：雌、雄原核融合，核膜消失，即將進(jìn)行第一次卵裂。3.卵細(xì)胞受精的標(biāo)志是什么？完成受精的標(biāo)志是什么？卵裂：胚胎發(fā)育早期，有一段時(shí)間在透明帶內(nèi)進(jìn)行，細(xì)胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。受精卵2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞桑葚胚囊胚卵裂二、

胚胎工程的理論基礎(chǔ)---胚胎的早期發(fā)育項(xiàng)目變化胚胎總體積細(xì)胞數(shù)目每個(gè)細(xì)胞體積胚胎的DNA總量有機(jī)物總量有機(jī)物種類不變?cè)龆鄿p小增加減少增多合作探究21.正在進(jìn)行卵裂的胚胎有什么特點(diǎn)，分析完成左邊的表格。2.胚胎早期發(fā)育從哪個(gè)階段開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化，如何變化？?jī)?nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層囊胚腔透明帶囊胚階段特點(diǎn)：細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化發(fā)育成胎盤和胎膜發(fā)育成胎兒的各種組織孵化：囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來(lái)。（胚胎繼續(xù)發(fā)育的關(guān)鍵）原腸胚原腸胚表面的細(xì)胞---外胚層向內(nèi)遷移的細(xì)胞---內(nèi)胚層內(nèi)、外兩個(gè)胚層之間---中胚層學(xué)以致用不同動(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：

幾種動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間表動(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)胞桑葚胚天發(fā)育階段小鼠24~3838?5050?6060?7068?803桑葚胚綿羊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)胞思考：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?若白犀牛的受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間和牛相似，北部白犀牛又該怎樣處理？小鼠：桑葚胚階段；北部白犀牛：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。科學(xué)前沿全球首例白犀牛體外受精胚胎移植成功，或助拯救僅存兩只的北方白犀牛

國(guó)際“生物解救”項(xiàng)目研究人員2024年1月24日在德國(guó)柏林宣布，他們成功實(shí)施世界首例白犀牛體外受精胚胎移植。2023年9月24日，南方白犀牛胚胎由收集的卵細(xì)胞和精子在體外產(chǎn)生，并被移植到肯尼亞奧爾佩杰塔保護(hù)區(qū)的南方白犀牛代孕母親體內(nèi)。胎牛成功孕育至70天大，狀況良好。這次成功的胚胎移植和懷孕證明，未來(lái)或可安全地移植北方白犀牛胚胎，幫助拯救北方白犀牛免遭滅絕厄運(yùn)。第55屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)