2-3-1-胚胎工程的理論基礎(chǔ)(人教版2019選擇性必修3)

生物學(xué)（新人教版）生物技術(shù)與工程第二章第3節(jié)胚胎工程的理論基礎(chǔ)從社會中來

我國對奶類的總需求量很大，但與奶業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，我國奶牛的單產(chǎn)水平還存在一定差距。奶牛品種是影響產(chǎn)奶量的主要因素之一，而引進(jìn)一頭成年奶牛往往需要數(shù)萬元，高昂的價(jià)格使得靠大量引進(jìn)優(yōu)良品種來提高產(chǎn)量不太可行。能不能讓引進(jìn)的優(yōu)良奶?？焖?、大量繁殖呢？遺憾的是，牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。如何解決這個(gè)難題呢？可以通過體外受精、胚胎分割等技術(shù)獲得多個(gè)良種奶牛胚胎，然后移植給代孕母牛生下后代。1、定義：是指對生殖細(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，以滿足人類的各種需求。2、操作對象：生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞3、技術(shù)手段：體外受精、胚胎移植、胚胎分割等4、工程實(shí)質(zhì)：在體外條件下，對動(dòng)物自然受精和早起胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。胚胎工程01受精精子卵子合子輸卵管內(nèi)受精前的準(zhǔn)備階段受精階段自然條件1、概念：2、場所：3、過程：受精是_______和________結(jié)合形成______的過程。在__________下，哺乳動(dòng)物的受精在__________完成。包括__________________和__________。4.準(zhǔn)備階段Ⅰ--精子獲能（1）概念剛剛排出的精子__________與卵子受精，必須在__________________發(fā)生_______________后，才能獲得__________，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”（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_____________的建立奠定了基礎(chǔ)（3）使精子獲能的方法①直接利用_________________使精子獲能；②將精子培養(yǎng)在__________________中使其獲能；不能立即雌性動(dòng)物的生殖道相應(yīng)的生理變化受精能力體外受精技術(shù)雌性動(dòng)物生殖道人工配制的獲能液獲能液的成分因動(dòng)物種類不同而有所差異，獲能液常見有效成分有肝素、Ca2+載體等；（4）成熟精子結(jié)構(gòu)頭頸線粒體鞘尾*不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動(dòng)物的體型大小無關(guān)精原細(xì)胞第一階段第二階段第三階段精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞N精細(xì)胞N精細(xì)胞N精子有絲分裂①染色體復(fù)制②MⅠ

分裂③

MⅡ

分裂④變形⑤5、精子的產(chǎn)生細(xì)胞核：高爾基體：中心體：線粒體：其它物質(zhì)：精子頭部的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘原生質(zhì)滴5.準(zhǔn)備階段Ⅱ--卵子的準(zhǔn)備（1）卵子一般在排出_________后才能被精子穿入（2）動(dòng)物排出的卵子成熟程度________有的可能是______________，如馬、犬等；有的可能是______________，如豬、羊等；（3）卵子成熟的場所排出的卵子都要在___________進(jìn)一步成熟（4）卵子具備與精子受精能力的時(shí)期

_______期2-3h不同初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞輸卵管內(nèi)MⅡ（5）具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)透明帶卵細(xì)胞膜核第一極體卵原細(xì)胞胎兒期卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞有絲分裂①染色體復(fù)制②排卵小知識：牛剛出生時(shí)，每側(cè)卵巢大約含有15萬個(gè)卵泡，出生后能夠發(fā)育成成熟排卵的卵泡只有200個(gè)左右，一生產(chǎn)生犢牛4~5頭，所以卵母細(xì)胞的利用率很低，這正是胚胎工程要研究解決的問題之一。卵泡是雌性哺乳動(dòng)物生殖的基本單位。一個(gè)卵泡=1個(gè)卵母細(xì)胞+多個(gè)卵泡細(xì)胞（6）、卵子的產(chǎn)生初情期后初級卵母細(xì)胞MⅠ

分裂③受精MⅡ分裂④次級卵母細(xì)胞透明帶卵細(xì)胞膜+第一極體合子第二極體+馬牛排卵排卵排卵卵原細(xì)胞胎兒期卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞有絲分裂染色體復(fù)制性原細(xì)胞（精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞）與精子和卵子的產(chǎn)生方式不同。性原細(xì)胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生；精子（卵子）是由精（卵）原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生。剛排出的卵子尚未成熟，有的可能是初級卵母細(xì)胞，如馬；有的可能是次級卵母細(xì)胞，如羊、豬等。多數(shù)哺乳動(dòng)物的第一極體不分裂，只能受精后在卵細(xì)胞膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體。（7）、易錯(cuò)分析6.受精階段穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合卵細(xì)胞膜放射冠（由卵丘細(xì)胞構(gòu)成）透明帶第一極體

MⅡ中期的次級卵母細(xì)胞卵細(xì)胞膜透明帶放射冠第一極體①精卵相遇，發(fā)生頂體反應(yīng)，精子穿入放射冠穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合獲能后的精子與卵子相遇時(shí)，首先發(fā)生頂體反應(yīng)（精子膜與頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程）。頂體內(nèi)的酶釋放出來溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。透明帶反應(yīng)：在精子接觸卵細(xì)胞膜的瞬間，會產(chǎn)生使后來的精子不能進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)。（防止多精子入卵受精的第一道屏障）精子與透明帶接觸，頂體酶將透明帶溶出一條通道，精子借自身運(yùn)動(dòng)穿過透明帶并接觸卵細(xì)胞膜。②精子接觸透明帶③精子穿過透明帶，接觸卵細(xì)胞膜穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合卵細(xì)胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細(xì)胞膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其它精子再進(jìn)入卵內(nèi)。（防止多精入卵受精的第二道屏障）卵細(xì)胞膜表面有大量的微絨毛，當(dāng)精子與卵細(xì)胞膜接觸時(shí)，立即被微絨毛抱合，隨后，精子的外膜和卵細(xì)胞膜相互融合，精子入卵。④精子頭部膨脹，同時(shí)卵子完成減數(shù)第二次分裂、釋放出第二極體穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合精子進(jìn)入卵子后,尾部脫離，原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。卵子被激活完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體后，形成雌原核。雌原核雄原核第一極體第二極體⑤雌雄原核形成穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合⑥核膜消失，雌雄原核融合第一極體第二極體雌雄原核充分發(fā)育成熟后，相向移動(dòng)，彼此接觸，二者體積縮小、合并，兩組核染色體合為一組，形成一個(gè)含二倍體染色體的合子，也稱受精卵。受精成功的標(biāo)志：雌雄原核融合形成合子⑦第一次卵裂即將開始穿越放射冠穿越透明帶進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌雄原核形成雌雄原核融合02胚胎的早期發(fā)育哺乳動(dòng)物的________和_______輸卵管子宮原腸胚受精卵桑葚胚原腸胚卵裂囊胚1.場所：2.過程：3.卵裂：①細(xì)胞數(shù)量_____________②胚胎總體積_________透明帶有絲分裂不斷增加并不增加不斷減小不斷增加不變減少增加（1）場所：（2）分裂方式：（3）特點(diǎn)：每個(gè)細(xì)胞體積_________DNA總數(shù)目_________每個(gè)細(xì)胞的核DNA數(shù)目_____有機(jī)物總量_____有機(jī)物種類_____（4）其他表現(xiàn)：4.桑葚胚：（1）概念:當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成______的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚時(shí)，這是的胚胎稱為桑葚胚；（2）特點(diǎn):這一階段及之前的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細(xì)胞。致密整個(gè)卵裂期5.囊胚：（1）概念:

胚胎進(jìn)一步發(fā)育，細(xì)胞_____________，形成__________、________；隨著胚胎進(jìn)一步發(fā)育，胚胎內(nèi)部出現(xiàn)了含有______的囊腔—________，這個(gè)時(shí)期的胚胎叫做囊胚；（2）特點(diǎn)*:（3）結(jié)構(gòu)組成:__________、________、_________開始出現(xiàn)分化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層液體囊胚腔細(xì)胞逐漸分化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層囊胚腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔滋養(yǎng)層囊胚進(jìn)一步_______，會導(dǎo)致____________，胚胎從_________中__________，這一過程叫做孵化。聚集在胚胎一端將來發(fā)育成胎兒的各種組織沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列將來發(fā)育成胎膜和胎盤液體擴(kuò)大透明帶破裂透明帶伸展出來位置：作用*：（3）結(jié)構(gòu)組成①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（4）孵化②滋養(yǎng)層位置：作用*：③囊胚腔胚胎內(nèi)部含有_______的腔*內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性*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6.原腸胚：_________后，將發(fā)育形成_______；

原腸胚表面的細(xì)胞層為________，向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成________；隨著發(fā)育的進(jìn)行，一部分細(xì)胞還會在內(nèi)外兩個(gè)胚層之間形成________；

這三個(gè)胚層將_____________________________；囊胚孵化原腸胚外胚層內(nèi)胚層中胚層逐漸分化形成各種組織、器官等馬的胚胎進(jìn)入子