2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3-2.3胚胎工程的理论基础课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
国家统计局数据显示，我国结婚登记女性的年龄占比中，35岁及以上非最佳育龄妇女的占比正逐年增加。晚婚晚育与不孕不育增加的趋势也高度重合。目前，我国育龄夫妇的不孕不育率已经攀升至约12%-18%。这些夫妇特别想要一个自已的孩子，有什么好的建议能让他们实现心愿么？
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。拥有人气明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg（305天）。引进一头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率很低，一生约生育四五次。你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？
模拟有性生殖，进行体外受精，培育试管动物。
核移植技术进行克隆
试管婴儿
1988年3月10日，当张丽珠教授手托婴儿头、取出婴儿时，一阵清脆的婴儿啼哭声把医护人员震得心花怒放。
试管婴儿
张丽珠和长大后的郑萌珠合影
胚胎工程
体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作对象：
技术手段：
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
工程实质：
在体外条件下, 对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
理论基础：
哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律
1、概念：P56
2.3 胚胎工程
一 、胚胎工程的理论基础
本节聚焦：
胚胎形成经过了哪些过程？
受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？
认真阅读P56-57，思考下列问题：
1. 受精的场所？包括几个阶段？
2. 什么是精子获能？精子获能是指精子获得能量吗？精子获能的方法？
3. 排出的卵子是成熟的卵细胞吗？卵子成熟的场所？
卵子发育至哪个时期才具备受精的能力？
4. 防止多精入卵的屏障有哪些？
5. 受精的标志？受精完成的标志？
一、受精的基本过程
精原细胞
精子
：指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
（1）概念
（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
细胞膜的功能：进行细胞间信息交流
细胞膜具有一定的流动性
卵原细胞
第一极体
第二极体
卵细胞
（2）场所
：输卵管
1. 受精
一.胚胎工程的理论基础
准备阶段1：精子获能
（1）概念：
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。
（3）研究精子获能机制的意义：
实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为___ __________的建立奠定了基础。
体外受精技术
（2）获能方法：
*获能液的成分因动物种类不同而有所差异；
*获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等；
直接利用 使精子获能；
将精子培养在 中使其获能；
雌性动物生殖道
人工配制的获能液
张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。
1951年发现“精子获能”现象，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。
准备阶段1：精子获能
头
颈
线粒体鞘
尾
*不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关
（4）成熟精子结构
（细胞核）
（中心体）
顶体（高尔基体）
思考：精子的结构特性与其功能有什么相关性？
线粒体鞘→精子运动提供能量；
头部→遗传物质储存场所
精子的变形过程
③精子头出现
④细胞质浓缩
①顶体的发生
②尾的发育
⑤精子形成
知识延伸
准备阶段2：卵子的准备
（1）卵子的发生
A.场所：
B.时间：
C.过程：
卵巢(卵泡中)
胚胎在性别分化后
分裂过程不连续，
有两次暂停。
（2）卵子一般在排出______后才能被精子穿入。
（3）动物排出的卵子成熟程度不同：
有的可能是______________，如马、犬等
有的可能是______________，如猪、羊等
（4）卵子成熟的场所：
排出的卵子都要在__________进一步成熟。
（5）卵子具备与精子受精能力的时期： .
2-3h
初级卵母细胞
次级卵母细胞
输卵管内
MⅡ期
视频：受精过程
精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带
释放出多种酶，以溶解这些结构
精子接触卵细胞膜
透明带反应
精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核
精子入卵
卵细胞膜反应
精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
防止多精入卵的两个屏障
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
雄原核
雌原核
放出第二极体
第一极体
受精过程
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵。
第一次卵裂即将开始
雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。
受精过程
受精完成的标志：
雌雄原核形成合子
受精的标志：
观察到两个极体或者雌雄原核
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。(P58相关信息）
下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( 　　)
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
牛刀小试
认真阅读P58和图2-21，思考下列问题：
1. 早期胚胎发育的场所？
2. 卵裂期胚胎总体积变化？有机物总量变化？
有机物种类的变化？
3. 囊胚阶段内细胞团会发育成什么？滋养层呢？
4. 什么是孵化？ 孵化的意义？
二、胚胎早期发育
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
卵裂期
二、胚胎早期发育
卵裂
（1）概念：
胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
（2）场所：
透明带内。
（3）分裂方式：
有丝分裂
（4）特点：
细胞数量 ，胚胎总体积 _________
每个细胞体积___________
DNA总数目__________
每个细胞的核DNA数目_____
有机物总量_____，有机物种类_____
不断增加
并不增加
不断减小
不断增加
不变
减少
增加
二、胚胎早期发育
桑葚胚
（1）概念：
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。
（2）特点：
这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
桑葚胚→囊胚形成
二、胚胎早期发育
囊胚
（1）概念：
胚胎进一步发育，细胞开始出现____，形成________、______；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有____的囊腔—______，这个时期的胚胎。
分化
内细胞团
滋养层
液体
囊胚腔
（2）特点：
细胞开始出现分化
（3）结构
内细胞团：
滋养层：
囊胚腔
将来发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘
*内细胞团细胞具有全能性
二、胚胎早期发育
（4）孵化：
囊胚进一步扩大，会导致_______破裂，胚胎从_______中________的过程。
透明带
伸展出来
透明带
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
原肠胚
二、胚胎早期发育
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
原肠胚三胚层的发育
外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统
内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
二、胚胎早期发育
不同动物受精卵进入子宫的时间
将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠体内，至少应发育到什么阶段的胚胎？若为马呢？
囊胚
桑葚胚
输卵管
子宫
动物 种类 进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段
天 发育阶段
小鼠 3 桑葚胚
绵羊 3~4 16细胞
猪 2~2.5 4~6细胞
马 6 囊胚
牛 4~5 8~16
思考·讨论
拓展了解——胚胎发育和个体发育
【课堂小结】
受精
早期胚胎发育
受精前的准备
精子和卵子的结构
受精的过程
精子穿越透明带
囊胚
原肠胚
精子进入细胞膜
雌雄原核的形成
核膜重构成受精卵
卵裂
桑葚胚
胚胎工程的理论基础
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（P59）
二、拓展应用
1. 精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性
线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
练习与应用（P59）
2. 精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗
精子穿越透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
透明带发生的阻止精子进入的生理反应
精子进入
卵细胞
卵细胞膜反应
卵细胞膜发生的阻止精子进入的生理反应
防止多精入卵
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
精子释放多种酶溶解膜外结构
雌、雌原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失卵裂开始
雄原核
精子脱尾，核膜重构
雌原核
卵子完成减数分裂释放第二极体
∨
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
受精的标志 ：透明带和卵细胞膜之间有两个极体(P58相关信息）
3.受精过程
受精过程完成以后开始进行胚胎发育。