2.3.1胚胎工程的理论基础课件（共35张ppt）高中生物人教版（2019）选择性必修3

(共35张PPT)
2.3胚胎工程-第一课时 胚胎工程的理论基础
课程导入
我国奶牛的单产水平仍无法满足国民对牛奶的需求。
国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
我国蒙古黄牛：均重300Kg
澳大利亚海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg
引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元
牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生只能生育四五次。
牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右。
课程导入
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
胚胎工程
能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？
胚胎工程：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。
胚胎工程的概念
胚胎工程的概念
操作对象
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
技术种类
工程实质
体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
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
哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
来自母方
来自父方
其中的一对同源染色体
受精卵中的遗传物质来自于哪里？
思考：
受精卵的核基因：父母各给一半。
受精卵的质基因：几乎全来于卵细胞。
胚胎工程的概念
巩固练习
1.下列有关胚胎工程的叙述，错误的是(　　)
A．胚胎工程操作的对象是生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
B．胚胎工程的理论基础是体内受精和胚胎移植
C．胚胎工程的结果是通过胚胎移植生产后代，满足人类的各种需求
D．胚胎工程技术包括有体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
B
巩固练习
2.在受精卵中，来自精子和卵细胞相同的是(　　)
A．线粒体数量 B．DNA分子数量
C．染色体数量 D．RNA分子数量
C
受精
每个生命的诞生，都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？
受精前的准备阶段和受精阶段
两阶段
场所
输卵管
受精过程
精子的产生
第一阶段
第二阶段
第三阶段
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精原细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
精子
有丝分裂
曲细精管
输精管
1.精子的发生
发生时期：
从初情期开始直到生殖机能衰退
染色体复制
MⅠ分裂
MⅡ分裂
变形
2.精子的变形
受精过程
①细胞核：
②高尔基体：
③中心体：
④线粒体：
⑤细胞内其他物质：
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘(尾的基部)
原生质滴(球状，最后脱落)
不同动物精子形似蝌蚪，大小略有不同，与动物体型大小无关
精子的形态
原生质滴
尾
线粒体鞘
顶体
受精过程
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道内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”。
拓展：精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能。
3.精子获能
提示：精子获能指的是精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
受精过程
3.精子获能
方法：
直接利用雌性动物的生殖道使精子获能
将精子培养在人工配制的获能液中使其获能
（获能液中的有效成分有：肝素、Ca2+载体等）
获能液的成分因动物种类不同而有差异
(1)场所：在雌性动物的 内完成。
(2)时期：动物的胚胎在 以后。
受精过程
4.卵子的发生
卵巢
性别分化
卵原细胞
初级卵母细胞
第一极体
第二极体
第二极体
第二极体
间期
减Ⅰ
减Ⅱ
减数分裂前
退化消失
卵细胞
次级卵母细胞
原始卵泡
成熟卵泡
黄体
次级卵母细胞
受精过程
原始卵泡
成熟卵泡
黄体
次级卵母细胞
问：排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
卵子从卵泡中排出
正常情况下，一个卵巢中有多个卵泡，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
一个卵泡=1个卵母细胞+多个卵泡细胞
受精过程
4.卵子的发生
不同动物排出的卵子成熟程度不同
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞
猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞
马、犬排卵
猪、羊排卵
排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。
释放多种酶，溶解
受精过程
5.体内受精过程
（1）精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）
（2）精子接触卵细胞膜
（3）精子入卵后形成雄原核；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。
受精过程
雄原核
雌原核
第一极体
第二极体
受精过程
（4）雌、雄原核靠近，核膜消失，形成受精卵，第一次卵裂即将开始。
这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。
（2）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
防止多精子入卵受精的两个屏障:
精子穿越卵细胞膜外的结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵
形成雄原核、雌原核
雌、雄原核靠近，核膜消失，形成受精卵
——透明带反应
——卵细胞膜反应
（1）在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
受精过程
两个极体
雌雄原核融合
受精的标志：
透明带和卵细胞膜之间有两个极体
受精完成的标志：
雌雄原核融合，形成合子
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。在胚胎工程中，以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
受精过程
巩固练习
1.下列有关高等动物受精作用的叙述正确的是(　　)
A．在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体时说明卵子已受精
B．精子与卵子结合过程中，卵子完成减数第一次分裂
C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合依靠细胞膜的功能特点
D．获能的精子与卵子相遇后，会释放出多种酶，防止多精入卵
A
巩固练习
2.下列哪些过程发生在受精过程中(　　)
①获能后的精子与卵子相遇后，首先释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构
②释放的酶可使精子穿过透明带、卵细胞膜
③卵子恢复并很快完成了减数第一次分裂
④精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核
⑤透明带反应可以防止多精入卵的发生
A．①②⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②④⑤
B
我们是如何从一个受精卵发育成个体的呢？
场所：
过程：
输卵管、子宫
胚胎早期发育
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
卵裂期
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，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
卵裂
分裂方式：
项目 变化
细胞数目
胚胎的总体积
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
增加
减小
增多
不变
减少
不增加
有丝分裂
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
桑葚胚
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。
特点：每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
内细胞团的细胞未分化，可以作为胚胎干细胞的来源。
内细胞团
滋养层
囊胚腔
透明带
发育
胎盘和胎膜
发育
胎儿的各种组织
（滋养层细胞已经分化）
细胞开始出现分化
内细胞团细胞具有全能性
囊胚
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
内细胞团
滋养层
囊胚腔
透明带
细胞开始出现分化
囊胚
孵化：囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
胚胎早期发育
原肠胚的形成过程
原肠胚
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
逐渐分化形成各
种组织、器官等
外胚层：
内胚层：
中胚层：
原肠胚
——出现胚层分化
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
特别提醒：
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化限度最大的阶段，但细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中。
2.桑葚胚及以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期。
3.桑葚胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。
胚胎早期发育
巩固练习
1.如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述正确的是(　　)
A．①过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和融合
B．a、b分别是原肠胚和囊胚时期
C．①～④过程都没有发生细胞分化
D．b阶段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
A
巩固练习
2.关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，错误的是(　　)
A．胚胎发育从完成受精作用时就已开始，直至发育成为成熟的胎儿
B．卵裂期细胞数目增多，体积变小，有机物含量和种类不断减少
C．桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞
D．囊胚期细胞开始分化，分化成了内细胞团细胞和滋养层细胞
B
3.如图是牛囊胚示意图，有关该图的叙述错误的是(　　)
A．囊胚腔是一个含有液体的囊腔
B．滋养层将来发育成胎膜和胎盘
C．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的
D．内细胞团将来分化成内胚层
D
巩固练习
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