胚胎工程（第一課時(shí)）課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

【本節(jié)聚焦】1.胚胎形成經(jīng)過了哪些過程?2.受精和早期胚胎發(fā)育的基本過程是怎樣的?第1節(jié)胚胎工程的理論基礎(chǔ)第二章

細(xì)胞工程我國奶牛單產(chǎn)水平低。高產(chǎn)

奶牛的引進(jìn)價(jià)格昂貴牛的生育率很低。

一頭母牛

每年只能產(chǎn)一胎，每胎生一

個(gè)牛仔，每胎產(chǎn)2個(gè)牛仔的情

況比較少見，一頭母牛一生

大約生育四五次。①核移植技術(shù)進(jìn)行克隆②可以通過體外受精、胚胎分割等胚胎工程技術(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。討論：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?什么是胚胎工程呢

從社會中來從社會中來操作對象胚

胎

工

程

：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，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(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。技術(shù)手段目的操作水平

→主要集中在細(xì)胞水平上工程實(shí)質(zhì)

→

體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行模擬操作2

.

場所：哺乳動物的輸

卵

管內(nèi)。準(zhǔn)備階段1:精子獲能

「準(zhǔn)

備階段

-3.過

程

：

準(zhǔn)備階段2:卵子的準(zhǔn)備受精階段

一、受精1.概

念

：

精

子

與

卵

子

結(jié)

合

形

成

合

子

(

即

受

精

卵

)

的

過

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：一定的流動性

一、受精1.準(zhǔn)備階段I——

精子獲能剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相

應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為“

精

子

獲

能

”。

(1)精子獲能的方法①

直接利用雌性動物的生殖道②

培養(yǎng)在人工配制的獲能液，常見

有效成分有Ca2+

載體、肝素等。駕羊豬精子獲能實(shí)質(zhì)是指精子獲得受精"能力",而不是獲得能量?！?/p>

頂體(高爾基體)頭(細(xì)胞核)頸線粒體鞘尾(中心體)細(xì)胞核高爾基體一細(xì)胞質(zhì)-線粒體成熟精子的結(jié)構(gòu)(2)研究精子獲能機(jī)制的意義：實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動物在體外條件下的獲能，為體外受精技術(shù)的建

立奠定了基礎(chǔ)。張明覺，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，為哺乳動物體

外受精奠定了理論墓礎(chǔ)。由于他在體外受精和胚胎移植研

究中作出的重大貢獻(xiàn)，被人們譽(yù)為"試管嬰兒"的先驅(qū)。

一

、受

精精細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，為什么細(xì)胞核和線粒體都保留下來?

這說明了什么?細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲存的場所，決定后代的遺傳特性，它參與受精過程

。不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體型大小無關(guān)。線粒體是精子進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，為精子的生薦和運(yùn)動提供能量。頂體(高爾基體)頭(細(xì)胞核)頸線粒體鞘尾(中心體)綿羊馬

一

、受精細(xì)胞核高爾基體細(xì)胞質(zhì)線粒體牛豬

一、受精2.準(zhǔn)備階段Ⅱ

—

—卵子的準(zhǔn)備卵子一般排出2-3小時(shí)后才能被精子穿入，不同動物排出的卵子成熟程度不同。初級卵母細(xì)胞

次級卵母細(xì)胞

具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)卵原細(xì)胞

透明帶發(fā)

育

—卵細(xì)胞膜—核(紡錘體—染色體復(fù)合物)馬、犬排卵

豬

、羊排卵

第一極體馬、犬等少數(shù)哺乳動物排出的卵子是初級卵母細(xì)胞豬、羊等多數(shù)哺乳動物排出的卵子是次級卵母細(xì)胞排出的卵子要在輸卵管

內(nèi)發(fā)育到MⅡ

(中)期時(shí)，才

具備與精子受精的能力。透明帶是包裹在卵母細(xì)胞外的一層基質(zhì)，就像蛋殼，化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白，

由卵細(xì)

胞或其他細(xì)胞分泌。1、可保護(hù)卵母細(xì)胞和早期胚胎；2、保護(hù)人類卵子和精子間的識

別，防止

其他物種精子進(jìn)入；3、當(dāng)精子與透明帶結(jié)合后，可以發(fā)生反

應(yīng)更利于精子鉆入卵子；4、當(dāng)一個(gè)精子進(jìn)入后，透明帶會阻止其

他精子再進(jìn)入。透明帶變薄或者缺失，會表現(xiàn)為不孕，

可以采用顯微注射方式來改善卵子的正常受精率，獲得更多可利用胚胎，提高妊娠幾率。放射冠透明帶

一、受精精子卵子精子釋放多種酶溶解膜外結(jié)構(gòu)精子觸及卵細(xì)胞的瞬間，

透

明帶會迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶精子入卵后，卵細(xì)胞膜會

立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕

其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)精子入卵后，尾部脫離，原有

的核膜破裂并形成一個(gè)新的

核膜，最后形成一個(gè)比原來精子的核還大的核

—雄原核受精的標(biāo)志

一、受精3.受精階段雄原核—雌原核精子穿越卵細(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)精

子入

卵卵細(xì)胞膜反應(yīng)精子形成雄原核、卵子完

成減數(shù)分裂Ⅱ,

釋

放第二極防止多精入卵的兩

個(gè)屏障第一極體

第二極體體，

形

成雌原核受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志!

受精的標(biāo)志：觀察到兩個(gè)極體或雌雄原核?

受精完成的標(biāo)志：雌雄原核的融合形成含有兩個(gè)染色體組的合子，受精卵形成受精完成的標(biāo)志受精的標(biāo)志雌、雄原核靠近

核膜消失形成合子受精過程結(jié)

束

后，受精卵的分

裂也

就開始了兩個(gè)極體雌雄原核

一

、受

精雄原核第二極體雌原核第一極體精子穿過卵細(xì)胞外結(jié)構(gòu)精子接觸卵細(xì)胞膜精子入卵形成雄原核

;卵子釋放第二極體

后，形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失卵子排出后需要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，到MⅡ期，才具備與精子受精的能力卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ發(fā)生場所?輸卵管發(fā)生時(shí)間?精子入卵激活后剛排出的精子必需在雌

性動物的生殖道發(fā)生相

應(yīng)生理變化后，才能獲

得受精能力，這一現(xiàn)象

稱為

“精子獲能”精子獲能的方法：利

用雌性動物的生殖道

;將精子培養(yǎng)到獲能

液

(Ca2+載體、肝素

等)中使其獲能一、受精受精前的準(zhǔn)備

受精精子獲能

卵子準(zhǔn)備

課堂練習(xí)1.觀察家畜卵子的發(fā)生和成熟示意圖，思考并回答下面的問題：核

第一極體

第一極體a

生長(

b

C①

p

q

③

第二極體④(1)圖中a

、b

、c表示細(xì)胞分裂，依次為有絲分裂、減數(shù)分裂I

、

減數(shù)分裂Ⅱ

在精子與卵子結(jié)合過程中完成的分裂是C

_(填“a""b"或“c”)。圖中的p、q表

示的結(jié)構(gòu)依次是

透明帶、卵細(xì)胞膜

。c過程發(fā)生的場所為

輸卵管

0(2)卵子成熟后，即可進(jìn)行受精，判斷卵子受精的標(biāo)志是可以觀察到兩個(gè)

極體(或觀察到雌、雄原核)。②(3)在精卵相遇之前，精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具有了受精能力，這個(gè)過程叫精子獲能

。卵子

一

般排出后都要在

輸卵管

中進(jìn)

一

步

成熟，當(dāng)達(dá)到

減數(shù)分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)

時(shí)，才具備與精子受精的

能

力

。(1)寫出圖中字母表示的結(jié)構(gòu)名稱。a.

透明帶

,b.

雄原核，c.

雌原核

。(2)該過程發(fā)生的場所是

輸卵管，能

體

現(xiàn)受精作用實(shí)質(zhì)的是圖中的

④

過

程

。核，放射冠a

①卵細(xì)胞膜第一極體④第一極體

第二極體3.下圖為哺乳動物受精過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。

課堂練習(xí)合子精子|③②

二、胚胎早期發(fā)育合作探究二：請同學(xué)們自主閱讀教材P?8,小組合作思考討論完成問題。1.胚胎發(fā)育的場所在哪里?2.胚胎發(fā)育過程主要包括哪幾個(gè)階段?

3.發(fā)育的每個(gè)階段各有什么特征?4.

桑葚胚5.

囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層4細(xì)胞期8細(xì)胞期6.

植入人卵細(xì)胞受精到受精卵卵裂后植入的過程精核卵核一2.

受精卵1.

排卵

卵巢3.

卵裂2細(xì)胞期1.場

所

：哺

乳

動

物

的輸

卵

管

和

_子2.分

裂

方

式：有

絲

分

裂3

.

過程：2細(xì)胞期精核卵核一受精桑葚胚囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層宮4細(xì)胞期8細(xì)胞期

二、胚胎早期發(fā)育排卵卵巢卵2細(xì)胞

4細(xì)胞

8細(xì)胞

桑葚胚

囊胚

原腸胚受精卵→桑葚胚

項(xiàng)目

變化細(xì)胞數(shù)目

增加②場

所

：在透明帶內(nèi)③特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)量

不斷增加胚胎總體積并不增加3.過

程

：受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚胚胎的總體積每個(gè)細(xì)胞體積DNA總量每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的DNA總量

二、胚胎早期發(fā)育(1)卵裂(期受精卵①

時(shí)期：不增加減小

增多

不變囊胚原腸胚有機(jī)物總量

減少卵裂期①概念當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)，逐漸形成

致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚時(shí)，這時(shí)的胚胎稱為桑

二、3.過

程

：受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚w8細(xì)胞胚桑葚胚人囊胚山原腸胚葚

胚

。②特點(diǎn)這一階段及之前的

每個(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。罔

惡

笛

1罔惡笛日罔惡笛≥罔腳粉罔(2)桑葚胚胚胎早期發(fā)育◎桑葚胚桑葚合

益合益用罔惡笛|1罔惡鑿日罔惡鑿≥罔腳糊罔槲囊胚腔透明帶發(fā)育成滋養(yǎng)層(沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排孵

化

：囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大會導(dǎo)致透明帶破

裂破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。(3)囊胚特點(diǎn)：細(xì)胞開始分化

結(jié)

構(gòu)

：

二、胚胎早期發(fā)育口

的

名(聚集在胚胎一端的

細(xì)胞)具有全能性3.過

程

：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)發(fā)育成子日三重1的閑的亦(4)原腸胚

出現(xiàn)胚層分化外胚層：表面的細(xì)胞層原腸胚

內(nèi)胚層：向內(nèi)遷移的細(xì)胞中胚層：內(nèi)外兩個(gè)胚層之間外

胚

層

-內(nèi)胚層原腸腔滋養(yǎng)層3.過

程

：受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚囊胚原腸胚合

益羅惡笛

|

1罔惡笛日罔惡笛≥罔腳粉罔

二、胚胎早期發(fā)育逐漸分化形成各種

組織、器

官等的

口二、胚胎早期發(fā)育全能細(xì)胞

細(xì)胞分化孵化繼續(xù)

幼

出生

分化

體

發(fā)育受

精

卵→2細(xì)胞→4細(xì)胞→8細(xì)胞→桑葚胚一

囊胚

原腸胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

外胚層卵

裂

期

囊胚腔

內(nèi)胚層(原腸腔)胚胎發(fā)育個(gè)體發(fā)育滋養(yǎng)層細(xì)胞中胚層A

性

成

熟

個(gè)

體動物種類受精卵發(fā)育/h進(jìn)入子宮時(shí)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)胞桑棋胚天發(fā)育階段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑棋胚山羊24~3848~607272~9696~120410~16細(xì)胞綿羊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

·討論：不同動物受精卵發(fā)育的比較不同動物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間有明顯的差異。請分析下

表，討論相關(guān)問題(注：馬牛為排卵后時(shí)間，其他動物為交配后時(shí)間)1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高?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

二、胚胎早期發(fā)育動物種類受精卵發(fā)育/h進(jìn)入子宮時(shí)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)胞桑棋胚天發(fā)育階段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑棋胚山羊24~3848~607272~9696~120410~16細(xì)胞綿羊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?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。

二、胚胎早期發(fā)育思考

·討論：不同動物受精卵發(fā)育的比較3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)?請結(jié)合所學(xué)習(xí)的內(nèi)容舉例說明。胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解了哺乳動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。

二、胚胎早期發(fā)育(1)寫出各個(gè)階段的名稱：

A

B

C

A:_

桑葚胚

,B:

囊胚

,C:

原腸胚

O(2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱：②

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

,④

囊胚腔

,⑤

外胚層

⑧

內(nèi)胚層

O(3)A時(shí)期的細(xì)胞具有

全能

性，B

時(shí)期開始出現(xiàn)

細(xì)胞分化

,C時(shí)期開始

出現(xiàn)

胚層分化

o(4)②將來發(fā)育成

胎兒的各種組織1.圖2-3-6表示的是哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個(gè)階段，請據(jù)圖回答問題：

課堂練習(xí)O精子穿過卵細(xì)胞

外結(jié)構(gòu)精子接觸卵細(xì)胞精子入卵稱為雄原

核；卵子釋放第二

極體，形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失課堂小結(jié)卵裂精子獲能雌性動物

的生殖道

或培養(yǎng)到

獲能液(肝

素或Ca2+

載體)中受

精

前

的

準(zhǔn)

備

→

受

精

—

→

受

精

卵

→

桑

葚

胚—

→囊胚原腸胚滋養(yǎng)層胎盤、胎膜等胚外組織細(xì)胞卵子準(zhǔn)備MⅡ期

具備受

精能力內(nèi)細(xì)胞團(tuán)組成個(gè)體

的各種組

織細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞能

發(fā)育成組成

個(gè)體的任何

細(xì)胞類型及

胚外組織細(xì)胞在透明帶內(nèi)

分裂，胚胎總體

積并不增加外胚層

內(nèi)