2.3.1胚胎工程 课件(共28张PPT)人教版高中生物选修三
文档属性
| 名称 | 2.3.1胚胎工程 课件(共28张PPT)人教版高中生物选修三 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-12 14:54:42 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
2.3 胚胎工程
一、胚胎工程的理论基础
二、胚胎工程技术及其应用
1.简述受精和胚胎早期发育的基本过程。
2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。
3.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。
学习目标
初级精母细胞
精原细胞
精细胞
精子
次级精母细胞
知识回顾
精子的形成过程：
知识回顾
卵细胞的形成过程：
从社会中来
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。能不能让引进的两种奶牛快速、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：
概念：
胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
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。
常用技术：
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
实质：
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:
2.场所
：
受精前的准备阶段和受精阶段
受精
一
输卵管
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
受精
一
准备阶段1：精子获能
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”
精子获能的方法
①直接利用雌性动物生殖道使精子获能；
②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能；
获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
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
成熟精子的结构
（细胞核）
（中心体）
思考:精子的结构特性与其功能有什么相关性
头部→遗传物质储存场所
线粒体鞘→提供能量:
受精
一
准备阶段2：卵子的准备
动物排出的卵子成熟程度不同，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。
动物排出的卵子：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
次级卵母细胞
知识回顾
卵细胞的形成过程：
受精
一
准备阶段2：卵子的准备
动物排出的卵子成熟程度不同，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。
动物排出的卵子：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
次级卵母细胞
思考：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？
精子——获能处理； 卵子——成熟培养
自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，
结合图2-20，回答以下问题:
1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？
2.防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
4.卵细胞受精的标志是什么？
受精完成的标志是什么？
受精
一
受精阶段
放射冠（卵丘细胞）
透明带
细胞核
卵细胞膜
受精
一
受精阶段
精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）
精子接触卵细胞膜
精子入卵后形成雄原核；
激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核
雌、雄原核靠近
核膜消失
第一次卵裂即将开始
释放多种酶，溶解
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。
这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。
注意：受精卵的核基因是精子和卵子各占一半；
受精卵的质基因几乎全部来自卵子。
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
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
1.防止多精子入卵受精的两个屏障:
一
受精阶段
受精
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
两个极体
雌雄原核融合
一
受精阶段
受精
2.受精的标志：
3.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。
二
胚胎早期发育
起点：
场所：
分裂方式：
先在输卵管、后在子宫
受精卵
有丝分裂
二
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
原肠胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
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
项目 变化
胚胎的总体积
细胞数目
每个细胞体积
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
不增加
减小
不变
减少
增加
二
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
原肠胚
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。
二
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
囊胚
特点：
结构：
细胞开始分化
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
——发育成胎儿的各种组织
——发育成胎膜和胎盘
内细胞团
囊胚腔
滋养层
囊胚
透明带
（聚集在胚胎一端的细胞）
（沿透明带内壁扩展和排列的细胞）
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。
（胚胎内部含有液体的腔）
二
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
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
中胚层：
外胚层：
内胚层：
原肠胚
——出现3个胚层
原肠胚
囊胚
小结and拓展：早期胚胎发育
全能细胞
细胞分化
幼体
继续分化
出生发育
性成熟个体
孵化
卵裂期
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂。
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.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。
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。
思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 P59
动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
讨论：
1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
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。
思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 P59
动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎
如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。
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。
分清几个场所：
精子获能：
卵子成熟：
受精作用：
胚胎早期发育：
雌性动物生殖道
输卵管
输卵管
先在输卵管，后在子宫
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
一、概念检测
练习与应用
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。
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
细胞核和线粒体都是精子的重要结构。
细胞核——遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性
线粒体——进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
二、拓展应用
【课堂小结】
2.3 胚胎工程
一、胚胎工程的理论基础
二、胚胎工程技术及其应用
1.简述受精和胚胎早期发育的基本过程。
2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。
3.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。
学习目标
初级精母细胞
精原细胞
精细胞
精子
次级精母细胞
知识回顾
精子的形成过程：
知识回顾
卵细胞的形成过程：
从社会中来
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。能不能让引进的两种奶牛快速、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：
概念：
胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
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。
常用技术：
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
实质：
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:
2.场所
：
受精前的准备阶段和受精阶段
受精
一
输卵管
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
受精
一
准备阶段1：精子获能
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”
精子获能的方法
①直接利用雌性动物生殖道使精子获能；
②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能；
获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
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
成熟精子的结构
（细胞核）
（中心体）
思考:精子的结构特性与其功能有什么相关性
头部→遗传物质储存场所
线粒体鞘→提供能量:
受精
一
准备阶段2：卵子的准备
动物排出的卵子成熟程度不同，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。
动物排出的卵子：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
次级卵母细胞
知识回顾
卵细胞的形成过程：
受精
一
准备阶段2：卵子的准备
动物排出的卵子成熟程度不同，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。
动物排出的卵子：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
次级卵母细胞
思考：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？
精子——获能处理； 卵子——成熟培养
自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，
结合图2-20，回答以下问题:
1.受精时，精子依次穿过了哪些结构？
2.防止多精入卵的机制有哪些？这有什么意义？
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
4.卵细胞受精的标志是什么？
受精完成的标志是什么？
受精
一
受精阶段
放射冠（卵丘细胞）
透明带
细胞核
卵细胞膜
受精
一
受精阶段
精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）
精子接触卵细胞膜
精子入卵后形成雄原核；
激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核
雌、雄原核靠近
核膜消失
第一次卵裂即将开始
释放多种酶，溶解
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。
这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。
注意：受精卵的核基因是精子和卵子各占一半；
受精卵的质基因几乎全部来自卵子。
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
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
1.防止多精子入卵受精的两个屏障:
一
受精阶段
受精
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
两个极体
雌雄原核融合
一
受精阶段
受精
2.受精的标志：
3.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。
二
胚胎早期发育
起点：
场所：
分裂方式：
先在输卵管、后在子宫
受精卵
有丝分裂
二
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
原肠胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
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
项目 变化
胚胎的总体积
细胞数目
每个细胞体积
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
不增加
减小
不变
减少
增加
二
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
原肠胚
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。
二
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
囊胚
特点：
结构：
细胞开始分化
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
——发育成胎儿的各种组织
——发育成胎膜和胎盘
内细胞团
囊胚腔
滋养层
囊胚
透明带
（聚集在胚胎一端的细胞）
（沿透明带内壁扩展和排列的细胞）
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。
（胚胎内部含有液体的腔）
二
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
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
中胚层：
外胚层：
内胚层：
原肠胚
——出现3个胚层
原肠胚
囊胚
小结and拓展：早期胚胎发育
全能细胞
细胞分化
幼体
继续分化
出生发育
性成熟个体
孵化
卵裂期
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂。
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.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。
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。
思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 P59
动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
讨论：
1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
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。
思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 P59
动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎
如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。
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。
分清几个场所：
精子获能：
卵子成熟：
受精作用：
胚胎早期发育：
雌性动物生殖道
输卵管
输卵管
先在输卵管，后在子宫
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
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A
一、概念检测
练习与应用
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。
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
细胞核和线粒体都是精子的重要结构。
细胞核——遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性
线粒体——进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
二、拓展应用
【课堂小结】