2.3.1胚胎工程的理论基础（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.3.1胚胎工程的理论基础（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共22张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-29 12:20:59 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第二章细胞工程
2.3.1 胚胎工程的理论基
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
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。能不能让引进的优良奶牛快速、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
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。
从社会中来
良种荷斯坦奶牛
理论基础 操作对象 技术手段
哺乳动物体
内受精和早
期胚胎发育
的规律
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
生殖细胞
受精卵
早期胚胎细胞
胚胎工程：
1、受精的概念：指精子和卵子结合形成合子(即受精卵) 的过程。
①细胞膜的功能：进行细胞间信息交流
②细胞膜的结构：具有一定的流动性
准备阶段1:精子获能
准备阶段2:卵子的准备
受精过程体现了细胞 膜的什么作用：
2.受精场所：哺乳动物发生在输卵管中
胚胎工程的理论基础
准备阶段
受精阶段
受精
3.过程
胚胎工程的理论基础
受精 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，必须在雌性动物生殖道内 发生相应生理变化后，才能获得受精能力——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、Ca2+ 载体等。
① 体内获能：
直接利用雌 性动物生殖 道使精子获 能
② 体外获能： 将精子培养 在人工配制 的获能液中 使其获能等。
张明觉
美籍华人 1951年发现 “精子获能” 现象，被人们 誉为“试管婴 儿”的先驱。
精子 获能
胚胎工程的理论基础
受精 准备阶段1—精子获能 精子的变形过程
成熟精子和几种主要家畜的精子示意图
线 粒 体 鞘
尾
牛
猪
绵 羊 马
头 颈
子宫体
卵巢
子宫颈
卵巢产生初级(次级)
卵母细胞
胚胎工程的理论基础
受精准备阶段2—卵子的准备 输卵管壶腹部 输卵管
①不同动物排出的卵子成熟度不同
②分裂过程不连续，有两次暂停
③由卵巢产生，在输卵管中进一步成熟
卵子的准备 特点：
卵子在输卵管中进一步 成熟发育到MⅡ 中期
胚胎工程的理论基础
受精 受精阶段
2、精子接触
卵细胞膜
精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明 带反应，阻止多精入卵。精子与卵细 胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，精 子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。
1、精子穿
越透明带
精子会释放出多种酶如(顶体酶),溶解卵细 胞膜外的一些结构，形成精子穿越通路。
顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自 身运动穿越透明带。
精子入卵后，发生卵细胞膜反应，阻止多精入卵；尾部脱离，原有核膜 破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原 核；激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。
雄原核 第一极体 雌原核 第二极体
3、精子进入 卵细胞
5、核膜消失卵
裂开始
核膜消失，这个含有两个染色 体组的合子就是受精卵。
受精过程结束后，受精卵的发 育也就开始了。
2、受精的标志是什么 受精完成的标志
是什么
受精的标志：在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
1、 两道防止多精入卵的屏障是什么
①透明带反应、②卵细胞膜反应
胚胎工程的理论基础 受精 受精阶段
雄、雌原核充分发育后，相 向移动，彼此靠近
4、雌、雄原核靠近
3. 卵 裂
2 细 胞 期 4细胞期
4. 桑 葚 胚 8细胞期
5. 囊 胚
内细胞团
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
精 核
卵 核
2. 受 精
卵
滋养层
6. 植 入
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
排 卵
卵 巢
1.
①细胞分裂方式是有丝分裂
②细胞数目增加
③ 胚胎总体积 不增加或略有减小
④每个细胞的体积减小
⑤胚胎总有机物减 小
⑥胚胎总DNA 数_增加
⑦每个细胞具有发育的全能性
胚胎的早期发育
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
桑椹胚：细胞数目达到32个，排列紧密，形似桑椹。 每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。
胚胎工程的理论基础
卵裂期 的特点
囊胚进一步发育，胚胎 的内部出现了含有液体 的囊腔——胚腔。
囊胚进一步扩大会导致 透明带破裂破裂，胚胎 从其中伸展出来，这一 过程叫做孵化。
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
内细胞团细胞 具有全能性
囊胚腔
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
发育胎膜和 胎盘
滋养层
内细胞团 透明带
发育成胎儿 的各种组织
囊胚
原肠胚
囊胚孵化后，
内细胞团表层 的 细 胞 形成 胚 层，下方的 细胞形成内胚 层，出现由内 胚层包围的空 腔叫做原肠腔。
原肠胚
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
受精卵
滋养层
原肠腔
内胚层
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
外胚层
继续
分化
受精 →2— →4— →8 → 桑椹 → 囊胚 → 原肠胚
幼 出 生 性 成 熟 体发 育 个 体
胚后发育
胚胎发育
个体发育
细 胞 细 胞 细 胞
卵裂期
全能细胞 细胞分化
胚胎发育全过程
内细胞团 滋养层
囊胚腔
内胚层 滋养层 外胚层 原肠腔
胚
卵
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 桑装胚 天
发育阶 段
小鼠 24~38 38-50 50-60 60-70 68-80 3
桑建胚
绵羊 36~38 42 48 67-72 96 3~4
1 6 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 ~ 1 6 细 胞
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
不同动物受精卵发育的比较不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。 请分析下表，讨论相关问题。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表。
思考·讨论 :不同动物受精卵发育的比较
讨论1.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。
讨 论 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。
思考 ·讨论 :不同动物受精卵发育的比较
讨论 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。
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。
精子 卵子
发生场所
睾丸曲细精管 卵巢和输卵管
发生时间
初情期后 胚胎性别分化以后
特点
两次分裂为连续的精细胞需要变形形成M1减数分裂在卵巢中进行；M2在输
精子 卵管中进行，两次分裂是不连续的；
不需要变形
数量
一次采精可以获得很多 一个卵泡只形成一个成熟的卵子
分裂情况
均等分裂 不均等分裂
相同点
①二者在减数分裂前都通过有丝分裂增加性原细胞的数量
②发生过程中均经过一次复制和两次分裂，子细胞的染色体数目减半
精子和卵子在发生上的区别
卵裂
胚胎早期发育：受精卵→桑葚胚囊胚 → 原肠胚
胚胎工程概念
概念
受精 场所
过程
输卵管
准备阶段
受精阶段
胚胎工 程的理 论基础
课堂小结
练习与应用
一、概念检测
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 )
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
1、下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，不正确的是( B )
A. 桑葚胚以前的细胞均未分化，都具有发育的全能性
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. 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 D. 早期胚胎发育到一定程度会从透明带中孵化出来
能力提升
2、如图表示某哺乳动物的受精卵发育至桑葚胚过程中，DNA 总
量、每个细胞体积、物质种类、有机物总量、所有细胞体积之和的变化
A
A①②③
B①③④
C①②④⑤
D②③④⑤
③
发育时间
⑤
能力提升
发育时间
趋势，其中正确的是
DNA总量
① ②
所有细胞
体积之和
有机物总量
每个细胞
物质种类
发育时间
士0
④
0
第二章细胞工程
2.3.1 胚胎工程的理论基
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
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。能不能让引进的优良奶牛快速、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
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。
从社会中来
良种荷斯坦奶牛
理论基础 操作对象 技术手段
哺乳动物体
内受精和早
期胚胎发育
的规律
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
生殖细胞
受精卵
早期胚胎细胞
胚胎工程：
1、受精的概念：指精子和卵子结合形成合子(即受精卵) 的过程。
①细胞膜的功能：进行细胞间信息交流
②细胞膜的结构：具有一定的流动性
准备阶段1:精子获能
准备阶段2:卵子的准备
受精过程体现了细胞 膜的什么作用：
2.受精场所：哺乳动物发生在输卵管中
胚胎工程的理论基础
准备阶段
受精阶段
受精
3.过程
胚胎工程的理论基础
受精 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，必须在雌性动物生殖道内 发生相应生理变化后，才能获得受精能力——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、Ca2+ 载体等。
① 体内获能：
直接利用雌 性动物生殖 道使精子获 能
② 体外获能： 将精子培养 在人工配制 的获能液中 使其获能等。
张明觉
美籍华人 1951年发现 “精子获能” 现象，被人们 誉为“试管婴 儿”的先驱。
精子 获能
胚胎工程的理论基础
受精 准备阶段1—精子获能 精子的变形过程
成熟精子和几种主要家畜的精子示意图
线 粒 体 鞘
尾
牛
猪
绵 羊 马
头 颈
子宫体
卵巢
子宫颈
卵巢产生初级(次级)
卵母细胞
胚胎工程的理论基础
受精准备阶段2—卵子的准备 输卵管壶腹部 输卵管
①不同动物排出的卵子成熟度不同
②分裂过程不连续，有两次暂停
③由卵巢产生，在输卵管中进一步成熟
卵子的准备 特点：
卵子在输卵管中进一步 成熟发育到MⅡ 中期
胚胎工程的理论基础
受精 受精阶段
2、精子接触
卵细胞膜
精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明 带反应，阻止多精入卵。精子与卵细 胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，精 子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。
1、精子穿
越透明带
精子会释放出多种酶如(顶体酶),溶解卵细 胞膜外的一些结构，形成精子穿越通路。
顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自 身运动穿越透明带。
精子入卵后，发生卵细胞膜反应，阻止多精入卵；尾部脱离，原有核膜 破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原 核；激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。
雄原核 第一极体 雌原核 第二极体
3、精子进入 卵细胞
5、核膜消失卵
裂开始
核膜消失，这个含有两个染色 体组的合子就是受精卵。
受精过程结束后，受精卵的发 育也就开始了。
2、受精的标志是什么 受精完成的标志
是什么
受精的标志：在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
1、 两道防止多精入卵的屏障是什么
①透明带反应、②卵细胞膜反应
胚胎工程的理论基础 受精 受精阶段
雄、雌原核充分发育后，相 向移动，彼此靠近
4、雌、雄原核靠近
3. 卵 裂
2 细 胞 期 4细胞期
4. 桑 葚 胚 8细胞期
5. 囊 胚
内细胞团
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
精 核
卵 核
2. 受 精
卵
滋养层
6. 植 入
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
排 卵
卵 巢
1.
①细胞分裂方式是有丝分裂
②细胞数目增加
③ 胚胎总体积 不增加或略有减小
④每个细胞的体积减小
⑤胚胎总有机物减 小
⑥胚胎总DNA 数_增加
⑦每个细胞具有发育的全能性
胚胎的早期发育
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
桑椹胚：细胞数目达到32个，排列紧密，形似桑椹。 每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。
胚胎工程的理论基础
卵裂期 的特点
囊胚进一步发育，胚胎 的内部出现了含有液体 的囊腔——胚腔。
囊胚进一步扩大会导致 透明带破裂破裂，胚胎 从其中伸展出来，这一 过程叫做孵化。
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
内细胞团细胞 具有全能性
囊胚腔
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
发育胎膜和 胎盘
滋养层
内细胞团 透明带
发育成胎儿 的各种组织
囊胚
原肠胚
囊胚孵化后，
内细胞团表层 的 细 胞 形成 胚 层，下方的 细胞形成内胚 层，出现由内 胚层包围的空 腔叫做原肠腔。
原肠胚
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
胚胎工程的理论基础
胚胎的早期发育
受精卵
滋养层
原肠腔
内胚层
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
外胚层
继续
分化
受精 →2— →4— →8 → 桑椹 → 囊胚 → 原肠胚
幼 出 生 性 成 熟 体发 育 个 体
胚后发育
胚胎发育
个体发育
细 胞 细 胞 细 胞
卵裂期
全能细胞 细胞分化
胚胎发育全过程
内细胞团 滋养层
囊胚腔
内胚层 滋养层 外胚层 原肠腔
胚
卵
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 桑装胚 天
发育阶 段
小鼠 24~38 38-50 50-60 60-70 68-80 3
桑建胚
绵羊 36~38 42 48 67-72 96 3~4
1 6 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 ~ 1 6 细 胞
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
不同动物受精卵发育的比较不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。 请分析下表，讨论相关问题。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表。
思考·讨论 :不同动物受精卵发育的比较
讨论1.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。
讨 论 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。
思考 ·讨论 :不同动物受精卵发育的比较
讨论 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。
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。
精子 卵子
发生场所
睾丸曲细精管 卵巢和输卵管
发生时间
初情期后 胚胎性别分化以后
特点
两次分裂为连续的精细胞需要变形形成M1减数分裂在卵巢中进行；M2在输
精子 卵管中进行，两次分裂是不连续的；
不需要变形
数量
一次采精可以获得很多 一个卵泡只形成一个成熟的卵子
分裂情况
均等分裂 不均等分裂
相同点
①二者在减数分裂前都通过有丝分裂增加性原细胞的数量
②发生过程中均经过一次复制和两次分裂，子细胞的染色体数目减半
精子和卵子在发生上的区别
卵裂
胚胎早期发育：受精卵→桑葚胚囊胚 → 原肠胚
胚胎工程概念
概念
受精 场所
过程
输卵管
准备阶段
受精阶段
胚胎工 程的理 论基础
课堂小结
练习与应用
一、概念检测
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 )
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
1、下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，不正确的是( B )
A. 桑葚胚以前的细胞均未分化，都具有发育的全能性
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. 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 D. 早期胚胎发育到一定程度会从透明带中孵化出来
能力提升
2、如图表示某哺乳动物的受精卵发育至桑葚胚过程中，DNA 总
量、每个细胞体积、物质种类、有机物总量、所有细胞体积之和的变化
A
A①②③
B①③④
C①②④⑤
D②③④⑤
③
发育时间
⑤
能力提升
发育时间
趋势，其中正确的是
DNA总量
① ②
所有细胞
体积之和
有机物总量
每个细胞
物质种类
发育时间
士0
④
0