生物人教版(2019)选择性必修3 2.3.1 胚胎工程的理论基础（共26张ppt）

(共26张PPT)
2.3.1 胚胎工程的理论基础
胚胎工程的迅速发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。
指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
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
胚胎工程：
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。
2、卵子的发生
3、受精作用
囊胚
4、胚胎发育
体内受精和早期胚胎发育
1、精子的发生
受精卵
一、精子的形成
精子的发生是在睾丸完成的
雄性动物从初情期至生殖机能衰退，睾丸曲细精管不断进行生殖细胞的增殖
曲细精管为高度弯曲的上皮状管道，每个睾丸小叶中含有1-4条
1.场所
一、精子的形成
4.不同物种的精子
精子的形态：
不同动物精子形似蝌蚪，但其大小略有不同与动物体型大小无关。
二、卵细胞的形成
1.场所
卵子发生在卵巢完成
胚胎性别分化后，雌性胎儿卵巢内卵原细胞通过有丝分裂增加数量
卵原细胞可进一步形成初级卵母细胞
初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡
哺乳动物卵泡的形成与在卵巢内储备在出生前完成，与精子形成不同
卵巢示意图
精子和卵子的结构
二、卵细胞的形成
3.形态
卵细胞结构图
卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞，大约是精子体积的100倍。其直径可达0．125-0．15毫米，和人的头发尖的直径差不多。
卵子是通过减数分裂形成的，第一次减数分裂在卵巢内完成，经过排卵过程，即将次级卵母细胞及外周的透明带和放射冠排出，倘若次级卵母细胞遇到精子，再结合过程中进行减数第二次分裂，成为真正意义上的卵细胞。
三、受精
精子和卵子相互识别，融合成合子（受精卵）的过程。
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
输卵管
卵巢
子宫
雌性动物生殖道
受精前的准备
精子获能
精子发生的使之具有受精能力的生理变化
卵子的准备
卵巢排出的卵子发育到MⅡ中期
受精的场所
2.受精前的准备
1.概念
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
精子释放蛋白酶溶解膜外结构
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
三、受精
3.过程
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？
2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？
刚排出的卵细胞尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细胞是在输卵管内与精子受精的。
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。
是指卵细胞从卵泡中排出。
易错点
4.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？
否、减II过程是在输卵管中
易错点
提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
5.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
6.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。
受精过程完成以后开始进行胚胎发育。
三、受精
4.实质和意义
胚胎的早期发育
卵裂
分裂方式
有丝分裂
2细胞
4细胞
8细胞
受精卵
桑葚胚
（32细胞）
透明带
四、胚胎发育
1.过程
卵裂期的特点
细胞分裂方式为________
细胞数目_________
每个细胞体积_________
胚胎总体积______或略有_____
有机物总量_______
有机物种类_________
DNA总数目_____
有丝分裂
增加
不增加
缩小
减小
减少
增加
增加
囊胚
桑葚胚
发育成胎儿的各种组织
发育胎膜和胎盘
内细胞团细胞具有全能性
胚胎的早期发育
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
胚胎进一步发育，出现细胞分化
四、胚胎发育
1.过程
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
孵化
囊胚从透明带中伸展出来
大规模分化
外胚层
内胚层
原肠腔
滋养层
四、胚胎发育
1.过程
内细胞团表层的细胞
外胚层
内胚层
内细胞团下方的细胞衍生形成
中胚层
内细胞团细胞经过变化插到内外胚层形成
原肠腔
内胚层包围的囊腔
四、胚胎发育
1.过程
外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
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
受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。
四、胚胎发育
1.过程
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。
：由全能细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和
胎盘
：最初在输卵管进行有丝分裂
胚胎发育小结
主要特点：
不同动物受精卵进入子宫的时间
2.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？如果换成牛又怎样处理，若为马呢？
囊胚
桑葚胚
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
1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
答案：比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高,它处于囊胚阶段。
牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
3. 为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合所学习的内容举例说明。
提示：胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础上实现的。
人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。
1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生
著名妇产科专家张丽珠教授与中国首例试管婴儿
首例试管婴儿
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？
2.试管婴儿培育和母亲正常怀孕的过程有何异同？
相同之处：
不同之处：
思考-讨论：
体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植
都通过有性生殖产生;都要在母体子宫内发育形成胎儿。
受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
第一步：体外受精
第二步：胚胎的早期培养
第三步：胚胎移植
一、胚胎工程的理论基础
1、“试管婴儿” 技术过程：
2、“试管婴儿” 技术的理论基础：
哺乳动物的自然（体内）受精和早期胚胎的发育规律
练习与应用
1.× × √
2.A
拓展应用
1.答案：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。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。