人教版高中生物选择性必修三 2.3胚胎工程 (课件共39张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选择性必修三 2.3胚胎工程 (课件共39张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-27 11:32:56 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
人教版高中生物必修一
第二章细胞工程
第3节胚胎工程课时1
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，而且牛的生育率很低，一胎一般 只产一头牛，一生生育约四五次。
思考与讨论：该如何解决上述难题呢
胚胎工程
胚胎工程是指对生殖细胞、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
胚胎工程
胚胎工程的理论基础—受精
· 受 精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程 √ 场所：输卵管内
√ 过程：内受精前的准备阶段和受精阶段
精子获能是指精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后 才能获得受精能力。
√ 精子形成场所：睾丸的曲细精管
√ 精子形成时期：初情期—生殖机能衰退 √精子形成过程：精原细胞有丝分裂、减数
分裂形成精细胞和精细胞的变形
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1—精子获能
· 精子头部有去能因子， 抑制了它的受精能力。
· 头部一遗传物质储存 场所；线粒体鞘一精 子运动提供能量
胚胎工程的理论基础—受精
·准备阶段1—精子获能 √精子变形的过程
细胞核
高尔基体-
细胞质
线粒体
①顶体的发生
④细胞质浓缩
发育中的顶体 中心体演变成尾
②尾的发育
高尔基体 细胞核 其他 线粒体 中心体
顶体
头部
原生质滴 线粒体鞘
尾部
线粒体鞘
头原生质滴
⑤精子形成
③精子头出现
顶体
尾
顶体(高尔基体)
头 (细胞核)
颈
线粒体鞘
尾(中心体)
牛 猪
绵羊
马
√成熟精子结构特点
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
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1 — 精子获能
· 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，1959年， 他首次成功地把免子的精子和卵子在体外 结合，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。
胚胎工程的理论基础—受精
·准备阶段1—精子获能
卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获 能获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见 的有效成分有肝素、Ca + 载体等。
√精子获能的方法：
◆直接利用雌性动物生殖道使精子获能
◆将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等
√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，为体外受精技术的建立 奠定了基础
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1—精子获能
√ 卵子形成时期：从胚胎性别分化后开始 直到生殖机能衰退
√ 卵子形成过程：减数分裂、排卵
卵子一般从卵巢排出2-3h 后才能被精子穿入
透明带
卵细胞膜
核(纺锤体— 染色体复合物)
第一极体
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
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段2 — 卵子的准备
√ 卵子形成场所：卵巢
次级卵母细胞
· 受精阶段
精子接触卵细胞膜引发透明带 反应，阻止后来精子入透明带
雄原核
雌原核
-第一极体
放出的
第二极体
精子入卵后形成雄原核，激活卵子减
Ⅱ分裂释放第二极体后形成雌原核
m mm-
精子入卵后引发卵细胞膜 反应，阻止其他精子入卵
胚胎工程的理论基础—受精
获能后的精子与卵子在 输卵管相遇
精子穿越卵细胞膜外的 结构，(如透明带等)
雌、雄原核靠近，核 膜消失，形成受精卵
思考与讨论： 精子如何穿越卵细胞膜外结构与卵细胞膜接触呢
√释放多种酶(顶体酶),溶解卵细
胞膜外的-些结构(如透明带)
√借助精子自身运动
胚胎工程的理论基础—受精
· 受精阶段
胚胎工程的理论基础—受精
· 受 精 阶 段
思考与讨论：雌雄原核如何形成的呢
√ 雄原核的形成
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，形成一个比原来精 子的核还大的核
精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂工， 排出第二极体，形成雌原核。
雄原核
雌原核
第一极体
放出的
第二极体
√ 雌原核的形成
胚胎工程的理论基础—受精
· 受精阶段
思考与讨论：受精完成的标志是什么呢
√ 受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核 √ 受精完成的标志：雌雄原核形成合子
雄原核
雌原核
第一极体
放出的 第二极体
受精完成，核膜消失，
雌、雄原核靠近 第一次卵裂即将开始
多数哺乳动物的第一 极体不进行减数分裂
巩固提升
1.如图为精子的亚显微结构模式图。下列有关精子发生的叙述中，不正确的是(C)
A.精子发生是连续的，开始于初情期
B.图中①是由高尔基体发育形成的
C.发育形成图中④的细胞器在植物细胞中不存在
D.精子的遗传物质存在于图中的②和③
① ② ③
Y ④
巩固提升
2.下列与卵子形成和排卵有关的叙述，正确的是(D)
A.卵子形成时的减I和减Ⅱ过程都在卵巢中完成 B.卵子形成时的减I 和减Ⅱ过程是连续进行的
C.排卵是指卵泡从卵巢中排出
D.排卵排出的卵子是未成熟的卵子
巩固提升
3.下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是(B )
A. 顶体反应是防止多精入卵的一道屏障
B.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
C.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
D.卵子发生时，MI 和MⅡ 过程是不连续的，但细胞质均等分配
卵裂
√ 场所：输卵管、子宫
√分裂方式：有丝分裂
桑椹胚
囊胚
受精卵2细胞4细胞8细胞32细胞
囊胚
原肠胚
(细胞未分化)
胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行细胞的数量不断增加，但 胚 胎的总体积不断增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂
胚胎工程的理论基础 — 胚胎早期发育
卵 裂
卵裂
√ 特 点：细胞具有全能性
桑椹胚
囊胚
原肠胚
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这是的胚胎 称为桑葚胚
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
√ 时 期：一般32个细胞
细胞未分化仍具有全能性
胚胎干细胞主要来源
(聚集在胚胎一端的细胞发育成胎儿的各种组织)
滋养层细胞细胞已分化
(沿透明带内壁扩展和排列的细胞发育成胎膜和胎盘)
囊胚腔 内含液体发育过程中缩小
胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，分别形成内细胞团、滋养层细胞； 随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，这个时 期的胚胎叫做囊胚。
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
透明带
滋养层
内细胞团
√ 特 点：细胞开始分化
内细胞团
囊胚结构
囊胚腔
外胚层 表皮和神经系统
(原肠胚表面的细胞层)
中胚层 心、肾、性腺、结
缔组织及血细胞等
(内外胚层之间的细胞)
内胚层 消化道上皮和消化腺
(外胚层向内迁移形成)
囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这过程叫做 孵化，囊胚孵化后将发育形成原肠胚。
滋养层 外胚层 原肠腔 内胚层
· 如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
胚胎工程的理论基础 — 胚胎早期发育
原肠胚
出现胚层分化
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
注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间
思考与讨论：表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表
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
注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间
思 考 与 讨 论 ：将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应该选择什么 阶段的胚胎 如果换成牛又该如何处理
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表
小鼠应选择至少发育到桑甚胚阶段的胚胎进行移植，牛的胚胎虽然最早可在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，通常选择囊胚阶段进行移植。
人教版高中生物必修一
第二章细胞工程
第3节胚胎工程课时2
胚胎工程
思考与讨论： 试管婴儿是如何实现的呢
我国1999首例转基因 试管牛“滔滔”诞生
1982年世界首例
“试管牛”犊问世
1988年我国第一个“试 管婴儿”诞生
1978年世界第一个 “试管婴儿”诞生
M Ⅱ期卵母细胞
获能精子
卵巢
精子离心处理
受精卵培养
胚胎工程—体外受精
· 哺乳动物体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
新鲜或解 冻的精液
体外受精
可直接与获能
的精子受精
培养成熟后，才能 与获能的精子受精
直接获取法
屠宰母畜的 卵巢中采集
活体采卵
· 卵母细胞的采集和培养
胚胎工程 — 体外受精
采集方法
方法 操作过程
适用动物
培养法 将精子放入人工配制的获能液中使其获能
啮齿动物、家免及猪 等动物
化学诱导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能
牛、羊等家畜
√收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。
√在体外受精前，精子必须先进行获能处理。
·精子的采集和获能处理
胚胎工程—体外受精
胚胎工程—胚胎移植
胚胎移植是指将体外受精及其他方式得到 的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的 雌性动物体内，继续发育为新个体的技术。
·供体：提供胚胎的个体。
· 受体：接受胚胎的个体。
优良供体母牛 受体母牛
(遗传性状和生产性能优良) (有健康的体质和正常繁殖能力)
进行同期发情处理
胚胎的收集、检 查、培养或保存
供体、受体的 选择和处理
· 操作的主要流程：
配种或人 工授精
移植后 的检查
胚胎的 移植
收集胚胎并检查一 对受体进行妊娠检查
受体发情
移植胚胎
正常繁殖或两三个 月后做另一次移植
具有优良性状的后代
发情配种或人工授精
超数排卵处理
优良公牛
同期发情处理：为胚胎移植 前后提供相同的生理环境 √ 超数排卵处理：外源促性 腺激素处理供体排出比自 然情况下更多的成熟卵子 √同种的优良公牛 优良公牛 √桑葚胚或囊胚阶段的胚胎
优良供体母牛 受体母牛
(遗传性状和生产性能优良) (有健康的体质和正常繁殖能力)
● 进行同期发情处理 ●●
超数排卵处理 受体发情
发情配种或人工授精 移植胚胎
收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查
供体、受体的 选择和处理
配种或人
工授精
胚胎的收集、检 查、培养或保存
胚胎的
移植
移植后
的检查
胚胎工程—胚胎移植
正常繁殖或两三个 月后做另一次移植
具有优良性状的后代
· 不一定，胚胎需要移植到同种的生理状态相同的受体子宫内；
·在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步。
思考与讨论： 受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫
·生殖系统属于免疫赦免区，基本上不会发生免疫反应
胚胎工程—胚胎移植
思考与讨论：将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正 常发育吗 如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理
良种牛
良种牛
胚胎移植
将早期胚胎
细胞分散
胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等， 经移植获得同卵双胎或多胎的技术
· 原 理：细胞全能性。
· 繁殖方式：无性繁殖。
· 工 具 ：分割针或分割刀
胚胎工程—胚胎分割
良种繁育
取滋养层细胞做DNA 分子鉴 定分析性别、遗传病筛查等
取样滋养层
做 DNA 分析， 鉴定性别
已知性别胚胎
囊胚腔
透明带
胚胎移植
滋养层
内细胞团
桑椹胚或囊胚
分割针
内细胞团
均等分割内细胞团
胚胎工程—胚胎分割
在显微镜下切割胚胎
二分胚
分割针
胚胎工程—胚胎分割
思考与讨论：胚胎分割的优点和局限性
√可以促进优良动物品种的繁殖；
√产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
√在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁 育健康后代有重要意义；
◆分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植 效率最高
巩固提升
1.关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是( D )
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
D.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤
B.获取的精子经过离心处理后，就具备了与卵细胞受精的能力
C.进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力
D.胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚
巩固提升
2.如图所示是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行体外受精技术培育试管动物的大
移植到子宫 继续发育
精子
体外受精
早期胚胎
致流程。下列说法不正确的是(p )
受精卵
◎
巩固提升
3.下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是(D )
A.供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体 B.受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力 C.胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理
D.在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响
巩固提升
4.下列关于胚胎工程的叙述，正确的是(C)
A.移植的胚胎和受体的子宫需要建立遗传联系
B.胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力
C.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同的生理环境条件下空间位置的转移
D.胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎进行切割和移植获得异卵多胎的技术
A.A所表示的细胞一定是受精卵细胞
B.图中利用分割针分割胚胎时，须将滋养层均等分割
C.应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术
巩固提升
5.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的部分步骤。下列叙述正确的是( D )
分割针
b
A
②
③
胚胎 移植
①
D
a
人教版高中生物必修一
第二章细胞工程
第3节胚胎工程课时1
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，而且牛的生育率很低，一胎一般 只产一头牛，一生生育约四五次。
思考与讨论：该如何解决上述难题呢
胚胎工程
胚胎工程是指对生殖细胞、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
胚胎工程
胚胎工程的理论基础—受精
· 受 精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程 √ 场所：输卵管内
√ 过程：内受精前的准备阶段和受精阶段
精子获能是指精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后 才能获得受精能力。
√ 精子形成场所：睾丸的曲细精管
√ 精子形成时期：初情期—生殖机能衰退 √精子形成过程：精原细胞有丝分裂、减数
分裂形成精细胞和精细胞的变形
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1—精子获能
· 精子头部有去能因子， 抑制了它的受精能力。
· 头部一遗传物质储存 场所；线粒体鞘一精 子运动提供能量
胚胎工程的理论基础—受精
·准备阶段1—精子获能 √精子变形的过程
细胞核
高尔基体-
细胞质
线粒体
①顶体的发生
④细胞质浓缩
发育中的顶体 中心体演变成尾
②尾的发育
高尔基体 细胞核 其他 线粒体 中心体
顶体
头部
原生质滴 线粒体鞘
尾部
线粒体鞘
头原生质滴
⑤精子形成
③精子头出现
顶体
尾
顶体(高尔基体)
头 (细胞核)
颈
线粒体鞘
尾(中心体)
牛 猪
绵羊
马
√成熟精子结构特点
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
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1 — 精子获能
· 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，1959年， 他首次成功地把免子的精子和卵子在体外 结合，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。
胚胎工程的理论基础—受精
·准备阶段1—精子获能
卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获 能获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见 的有效成分有肝素、Ca + 载体等。
√精子获能的方法：
◆直接利用雌性动物生殖道使精子获能
◆将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等
√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，为体外受精技术的建立 奠定了基础
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段1—精子获能
√ 卵子形成时期：从胚胎性别分化后开始 直到生殖机能衰退
√ 卵子形成过程：减数分裂、排卵
卵子一般从卵巢排出2-3h 后才能被精子穿入
透明带
卵细胞膜
核(纺锤体— 染色体复合物)
第一极体
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
胚胎工程的理论基础—受精
· 准备阶段2 — 卵子的准备
√ 卵子形成场所：卵巢
次级卵母细胞
· 受精阶段
精子接触卵细胞膜引发透明带 反应，阻止后来精子入透明带
雄原核
雌原核
-第一极体
放出的
第二极体
精子入卵后形成雄原核，激活卵子减
Ⅱ分裂释放第二极体后形成雌原核
m mm-
精子入卵后引发卵细胞膜 反应，阻止其他精子入卵
胚胎工程的理论基础—受精
获能后的精子与卵子在 输卵管相遇
精子穿越卵细胞膜外的 结构，(如透明带等)
雌、雄原核靠近，核 膜消失，形成受精卵
思考与讨论： 精子如何穿越卵细胞膜外结构与卵细胞膜接触呢
√释放多种酶(顶体酶),溶解卵细
胞膜外的-些结构(如透明带)
√借助精子自身运动
胚胎工程的理论基础—受精
· 受精阶段
胚胎工程的理论基础—受精
· 受 精 阶 段
思考与讨论：雌雄原核如何形成的呢
√ 雄原核的形成
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，形成一个比原来精 子的核还大的核
精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂工， 排出第二极体，形成雌原核。
雄原核
雌原核
第一极体
放出的
第二极体
√ 雌原核的形成
胚胎工程的理论基础—受精
· 受精阶段
思考与讨论：受精完成的标志是什么呢
√ 受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核 √ 受精完成的标志：雌雄原核形成合子
雄原核
雌原核
第一极体
放出的 第二极体
受精完成，核膜消失，
雌、雄原核靠近 第一次卵裂即将开始
多数哺乳动物的第一 极体不进行减数分裂
巩固提升
1.如图为精子的亚显微结构模式图。下列有关精子发生的叙述中，不正确的是(C)
A.精子发生是连续的，开始于初情期
B.图中①是由高尔基体发育形成的
C.发育形成图中④的细胞器在植物细胞中不存在
D.精子的遗传物质存在于图中的②和③
① ② ③
Y ④
巩固提升
2.下列与卵子形成和排卵有关的叙述，正确的是(D)
A.卵子形成时的减I和减Ⅱ过程都在卵巢中完成 B.卵子形成时的减I 和减Ⅱ过程是连续进行的
C.排卵是指卵泡从卵巢中排出
D.排卵排出的卵子是未成熟的卵子
巩固提升
3.下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是(B )
A. 顶体反应是防止多精入卵的一道屏障
B.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
C.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
D.卵子发生时，MI 和MⅡ 过程是不连续的，但细胞质均等分配
卵裂
√ 场所：输卵管、子宫
√分裂方式：有丝分裂
桑椹胚
囊胚
受精卵2细胞4细胞8细胞32细胞
囊胚
原肠胚
(细胞未分化)
胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行细胞的数量不断增加，但 胚 胎的总体积不断增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂
胚胎工程的理论基础 — 胚胎早期发育
卵 裂
卵裂
√ 特 点：细胞具有全能性
桑椹胚
囊胚
原肠胚
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这是的胚胎 称为桑葚胚
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
√ 时 期：一般32个细胞
细胞未分化仍具有全能性
胚胎干细胞主要来源
(聚集在胚胎一端的细胞发育成胎儿的各种组织)
滋养层细胞细胞已分化
(沿透明带内壁扩展和排列的细胞发育成胎膜和胎盘)
囊胚腔 内含液体发育过程中缩小
胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，分别形成内细胞团、滋养层细胞； 随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，这个时 期的胚胎叫做囊胚。
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
透明带
滋养层
内细胞团
√ 特 点：细胞开始分化
内细胞团
囊胚结构
囊胚腔
外胚层 表皮和神经系统
(原肠胚表面的细胞层)
中胚层 心、肾、性腺、结
缔组织及血细胞等
(内外胚层之间的细胞)
内胚层 消化道上皮和消化腺
(外胚层向内迁移形成)
囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这过程叫做 孵化，囊胚孵化后将发育形成原肠胚。
滋养层 外胚层 原肠腔 内胚层
· 如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
胚胎工程的理论基础 — 胚胎早期发育
原肠胚
出现胚层分化
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
注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间
思考与讨论：表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表
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
注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间
思 考 与 讨 论 ：将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应该选择什么 阶段的胚胎 如果换成牛又该如何处理
胚胎工程的理论基础—胚胎早期发育
几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表
小鼠应选择至少发育到桑甚胚阶段的胚胎进行移植，牛的胚胎虽然最早可在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，通常选择囊胚阶段进行移植。
人教版高中生物必修一
第二章细胞工程
第3节胚胎工程课时2
胚胎工程
思考与讨论： 试管婴儿是如何实现的呢
我国1999首例转基因 试管牛“滔滔”诞生
1982年世界首例
“试管牛”犊问世
1988年我国第一个“试 管婴儿”诞生
1978年世界第一个 “试管婴儿”诞生
M Ⅱ期卵母细胞
获能精子
卵巢
精子离心处理
受精卵培养
胚胎工程—体外受精
· 哺乳动物体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
新鲜或解 冻的精液
体外受精
可直接与获能
的精子受精
培养成熟后，才能 与获能的精子受精
直接获取法
屠宰母畜的 卵巢中采集
活体采卵
· 卵母细胞的采集和培养
胚胎工程 — 体外受精
采集方法
方法 操作过程
适用动物
培养法 将精子放入人工配制的获能液中使其获能
啮齿动物、家免及猪 等动物
化学诱导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能
牛、羊等家畜
√收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。
√在体外受精前，精子必须先进行获能处理。
·精子的采集和获能处理
胚胎工程—体外受精
胚胎工程—胚胎移植
胚胎移植是指将体外受精及其他方式得到 的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的 雌性动物体内，继续发育为新个体的技术。
·供体：提供胚胎的个体。
· 受体：接受胚胎的个体。
优良供体母牛 受体母牛
(遗传性状和生产性能优良) (有健康的体质和正常繁殖能力)
进行同期发情处理
胚胎的收集、检 查、培养或保存
供体、受体的 选择和处理
· 操作的主要流程：
配种或人 工授精
移植后 的检查
胚胎的 移植
收集胚胎并检查一 对受体进行妊娠检查
受体发情
移植胚胎
正常繁殖或两三个 月后做另一次移植
具有优良性状的后代
发情配种或人工授精
超数排卵处理
优良公牛
同期发情处理：为胚胎移植 前后提供相同的生理环境 √ 超数排卵处理：外源促性 腺激素处理供体排出比自 然情况下更多的成熟卵子 √同种的优良公牛 优良公牛 √桑葚胚或囊胚阶段的胚胎
优良供体母牛 受体母牛
(遗传性状和生产性能优良) (有健康的体质和正常繁殖能力)
● 进行同期发情处理 ●●
超数排卵处理 受体发情
发情配种或人工授精 移植胚胎
收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查
供体、受体的 选择和处理
配种或人
工授精
胚胎的收集、检 查、培养或保存
胚胎的
移植
移植后
的检查
胚胎工程—胚胎移植
正常繁殖或两三个 月后做另一次移植
具有优良性状的后代
· 不一定，胚胎需要移植到同种的生理状态相同的受体子宫内；
·在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步。
思考与讨论： 受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫
·生殖系统属于免疫赦免区，基本上不会发生免疫反应
胚胎工程—胚胎移植
思考与讨论：将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正 常发育吗 如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理
良种牛
良种牛
胚胎移植
将早期胚胎
细胞分散
胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等， 经移植获得同卵双胎或多胎的技术
· 原 理：细胞全能性。
· 繁殖方式：无性繁殖。
· 工 具 ：分割针或分割刀
胚胎工程—胚胎分割
良种繁育
取滋养层细胞做DNA 分子鉴 定分析性别、遗传病筛查等
取样滋养层
做 DNA 分析， 鉴定性别
已知性别胚胎
囊胚腔
透明带
胚胎移植
滋养层
内细胞团
桑椹胚或囊胚
分割针
内细胞团
均等分割内细胞团
胚胎工程—胚胎分割
在显微镜下切割胚胎
二分胚
分割针
胚胎工程—胚胎分割
思考与讨论：胚胎分割的优点和局限性
√可以促进优良动物品种的繁殖；
√产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
√在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁 育健康后代有重要意义；
◆分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植 效率最高
巩固提升
1.关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是( D )
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
D.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤
B.获取的精子经过离心处理后，就具备了与卵细胞受精的能力
C.进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力
D.胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚
巩固提升
2.如图所示是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行体外受精技术培育试管动物的大
移植到子宫 继续发育
精子
体外受精
早期胚胎
致流程。下列说法不正确的是(p )
受精卵
◎
巩固提升
3.下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是(D )
A.供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体 B.受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力 C.胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理
D.在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响
巩固提升
4.下列关于胚胎工程的叙述，正确的是(C)
A.移植的胚胎和受体的子宫需要建立遗传联系
B.胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力
C.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同的生理环境条件下空间位置的转移
D.胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎进行切割和移植获得异卵多胎的技术
A.A所表示的细胞一定是受精卵细胞
B.图中利用分割针分割胚胎时，须将滋养层均等分割
C.应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、胚胎移植等生物技术
巩固提升
5.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的部分步骤。下列叙述正确的是( D )
分割针
b
A
②
③
胚胎 移植
①
D
a