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）
文档属性
| 名称 | 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） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-20 12:25:36 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
胚胎工程
--胚胎工程的理论基础
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？
1.胚胎工程
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。
操作对象
体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
胚胎工程许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行模拟操作。
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
主要集中在细胞水平上
技术种类
操作水平
生产后代，满足人类各种需求
目 的
1.胚胎工程
实 例
世界首例试管婴儿
中国首例试管婴儿
1.胚胎工程
实 例
中国首例试管婴儿
相同：都通过有性生殖产生;都要在母体子宫内发育形成胎儿。
不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？
思考·讨论
思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同？
①体外受精
②胚胎的早期培养
③胚胎移植
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
初级精母细胞
精原细胞
精子在睾丸中形成
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
典型精子的结构
头部
颈部
尾部
顶体
精核
中段（线粒体环）
主段
末段
不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。
Q: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。
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
卵细胞在卵巢中形成
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
精子与卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
①精子获能
1951年
张明觉- 兔子
Austin – 老鼠
现象：动物排出的精子不能马上与卵子受精，必须在雌性生殖道内停留一段时间才能与卵子受精
张明觉
精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。（课本P56）
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
①精子获能
注意：
①精子获能实质是指精子获得受精的“能力”，而不是获得能量。
②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。
方法：
①利用雌性生殖道让精子受精。
②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。
常用有效成分：Ca2+载体、肝素等
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
②卵子的准备
排卵是指卵子从卵泡中排出的过程。卵子一般在排出2~3小时后才能被精子穿入。
马、人
绵羊、牛、猪
排卵时卵细胞所处时期：
他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
透明带
质膜
卵子结构
第一极体
细胞核
精子要如何穿过重重关卡才能和卵子结合？
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
①精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）
精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应。
②精子入卵，发生卵细胞膜反应。
释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构；同时借助自身的运动
这是防止多精入卵的第一道屏障
这是防止多精入卵的第二道屏障
思考：受精时多个精子不能同时进入同一个卵子，这对生物的遗传有什么意义？
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
④雄、雌原核充分发育后，核膜消失，相互融合，形成合子（形成受精卵）
受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核；
③精子入卵，尾部脱离，形成雄原核。
卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。
A.多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
B.精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。
受精完成的标志：雌、雄原核核膜消失、形成合子
2.胚胎工程的理论基础—受精
金版学案P94
【例1】下列过程发生在受精过程中的是( )
①精子与卵子接触,释放多种酶
②精子释放的酶可使精子穿过透明带、卵细胞膜
③卵子恢复分裂并很快完成了减数分裂Ⅰ
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
金版学案P97 第11题
11.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)写出图中字母表示的结构名称。
a. ,b. ,c. 。
(2)该过程发生的场所是 ,能体现受精作用实质的是图中的 过程。
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫 。卵子一般排出后都要在 中进一步成熟,当达到 时,才具备与精子受精的能力。
透明带
雄原核
雌原核
输卵管
④
精子获能
输卵管
减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
受精的场所：输卵管
胚胎发育的场所：输卵管和子宫
桑葚胚
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
受精卵
桑葚胚
开始发育场所：输卵管
开始时间：受精卵形成后
卵裂期特点：
细胞分裂方式：有丝分裂（只分裂不分化）
细胞数量不断增加，胚胎总体积不变
致密的细胞团，形似桑葚。
卵裂期
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
项目 变化
胚胎体积 不变
细胞数量 增加
每个细胞体积 减少
DNA总量 增多
每个细胞内的DNA总量 不变
有机物总量 减少
有机物种类 增加
卵裂期胚胎内细胞及物质变化规律
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
桑葚胚
囊胚
特点：细胞开始分化，分为：
内细胞团：
滋养层细胞：
囊胚腔
滋养层细胞
内细胞团
发育成胎儿的各种组织
发育成胎膜和胎盘
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。
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
桑葚胚
囊胚
原肠胚
原肠胚期特点：出现胚层分化，分为：
外胚层
中胚层
内胚层
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
金版学案P97 第13题
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
金版学案P95 点拨提升
细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系。
①桑葚胚期以前的细胞具有全能性,即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。
②囊胚期的胚胎开始出现细胞分化,其中内细胞团细胞具有全能性,而滋养层细胞不具有全能性
金版学案P97 第9题
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
思考：所有动物受精卵发育及其进入子宫的时间是一样的吗？
课本P59 思考讨论
课后习题
1.判断下列有关哺乳动物的表述是否正确。
⑴在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
⑵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。（ ）
⑶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
课后习题
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。
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？
胚胎工程
--胚胎工程的理论基础
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？
1.胚胎工程
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。
操作对象
体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
胚胎工程许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行模拟操作。
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
主要集中在细胞水平上
技术种类
操作水平
生产后代，满足人类各种需求
目 的
1.胚胎工程
实 例
世界首例试管婴儿
中国首例试管婴儿
1.胚胎工程
实 例
中国首例试管婴儿
相同：都通过有性生殖产生;都要在母体子宫内发育形成胎儿。
不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？
思考·讨论
思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同？
①体外受精
②胚胎的早期培养
③胚胎移植
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
初级精母细胞
精原细胞
精子在睾丸中形成
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
典型精子的结构
头部
颈部
尾部
顶体
精核
中段（线粒体环）
主段
末段
不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。
Q: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。
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
卵细胞在卵巢中形成
2.胚胎工程的理论基础—受精
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
精子与卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
①精子获能
1951年
张明觉- 兔子
Austin – 老鼠
现象：动物排出的精子不能马上与卵子受精，必须在雌性生殖道内停留一段时间才能与卵子受精
张明觉
精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。（课本P56）
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
①精子获能
注意：
①精子获能实质是指精子获得受精的“能力”，而不是获得能量。
②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。
方法：
①利用雌性生殖道让精子受精。
②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。
常用有效成分：Ca2+载体、肝素等
2.胚胎工程的理论基础—受精
准备阶段
②卵子的准备
排卵是指卵子从卵泡中排出的过程。卵子一般在排出2~3小时后才能被精子穿入。
马、人
绵羊、牛、猪
排卵时卵细胞所处时期：
他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
透明带
质膜
卵子结构
第一极体
细胞核
精子要如何穿过重重关卡才能和卵子结合？
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
①精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）
精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应。
②精子入卵，发生卵细胞膜反应。
释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构；同时借助自身的运动
这是防止多精入卵的第一道屏障
这是防止多精入卵的第二道屏障
思考：受精时多个精子不能同时进入同一个卵子，这对生物的遗传有什么意义？
2.胚胎工程的理论基础—受精
受精阶段
④雄、雌原核充分发育后，核膜消失，相互融合，形成合子（形成受精卵）
受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核；
③精子入卵，尾部脱离，形成雄原核。
卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。
A.多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
B.精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。
受精完成的标志：雌、雄原核核膜消失、形成合子
2.胚胎工程的理论基础—受精
金版学案P94
【例1】下列过程发生在受精过程中的是( )
①精子与卵子接触,释放多种酶
②精子释放的酶可使精子穿过透明带、卵细胞膜
③卵子恢复分裂并很快完成了减数分裂Ⅰ
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
金版学案P97 第11题
11.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)写出图中字母表示的结构名称。
a. ,b. ,c. 。
(2)该过程发生的场所是 ,能体现受精作用实质的是图中的 过程。
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫 。卵子一般排出后都要在 中进一步成熟,当达到 时,才具备与精子受精的能力。
透明带
雄原核
雌原核
输卵管
④
精子获能
输卵管
减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
受精的场所：输卵管
胚胎发育的场所：输卵管和子宫
桑葚胚
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
受精卵
桑葚胚
开始发育场所：输卵管
开始时间：受精卵形成后
卵裂期特点：
细胞分裂方式：有丝分裂（只分裂不分化）
细胞数量不断增加，胚胎总体积不变
致密的细胞团，形似桑葚。
卵裂期
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
项目 变化
胚胎体积 不变
细胞数量 增加
每个细胞体积 减少
DNA总量 增多
每个细胞内的DNA总量 不变
有机物总量 减少
有机物种类 增加
卵裂期胚胎内细胞及物质变化规律
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
桑葚胚
囊胚
特点：细胞开始分化，分为：
内细胞团：
滋养层细胞：
囊胚腔
滋养层细胞
内细胞团
发育成胎儿的各种组织
发育成胎膜和胎盘
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。
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
胚胎早期发育过程
桑葚胚
囊胚
原肠胚
原肠胚期特点：出现胚层分化，分为：
外胚层
中胚层
内胚层
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
金版学案P97 第13题
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
金版学案P95 点拨提升
细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系。
①桑葚胚期以前的细胞具有全能性,即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。
②囊胚期的胚胎开始出现细胞分化,其中内细胞团细胞具有全能性,而滋养层细胞不具有全能性
金版学案P97 第9题
2.胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
思考：所有动物受精卵发育及其进入子宫的时间是一样的吗？
课本P59 思考讨论
课后习题
1.判断下列有关哺乳动物的表述是否正确。
⑴在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
⑵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。（ ）
⑶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
课后习题
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。
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？