2.3 胚胎工程（第一课时）教学课件(共21张PPT)-2024-2025学年高二下学期生物（人教版2019选择性必修3）

(共21张PPT)
选择性必修三《生物技术与工程》
第2章 细胞工程
第3节 胚胎工程（第一课时）
胚胎工程的理论基础
工厂化生产
情境导入
我国奶业现状分析
能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢？
思考
我国奶牛单产水平低。高产奶牛引进价格昂贵，且牛生育率很低，靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。
——什么是胚胎工程？
①核移植技术进行克隆
②通过体外受精、胚胎分割等胚胎工程技术获得多个良种奶牛胚胎，后移植给代孕母牛生下后代。
什么是胚胎工程呢
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。
哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
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。
工程实质
理论基础
胚胎工程
技术手段
目 的
操作对象
目录
课堂小结
探究新知
04
情境导入
03
02
01
课堂练习
一.受精
二.胚胎早期发育
5
01
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：
输卵管
一、受精
体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能
受精前的准备阶段
受精阶段
准备阶段Ⅰ——精子获能
准备阶段Ⅱ——卵子的准备
精子获能的方法：
①直接利用雌性动物的生殖道
②培养在人工配制的获能液
牛
猪
绵羊
马
成熟精子和几种主要家畜的精子示意图
头
颈
线粒体鞘
尾
（精子大小与动物体型大小无关）
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在 发生
后，才能获得 ，这一生理现象称为“精子获能”。
雌性动物的生殖道
受精能力
注意：让精子获得受精能力而不是获得能量
相应的生理变化
常见有效成分有肝素、Ca2+载体
一、受精
准备阶段Ⅰ——精子获能
1
精子的变形过程
精原细胞
大量精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
有丝分裂
染色体复制
变形
第一阶段
第二阶段
第三阶段
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
一、受精
准备阶段Ⅰ——精子获能
1
①顶体的发生
②尾的发育
③精子头出现
④细胞质浓缩
⑤精子形成
卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些实验证据表明，卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。
2-3h
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
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。
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
马、犬排卵
猪、羊排卵
发育
一、受精
准备阶段Ⅱ——卵子的准备
2
9
01
透明带反应
卵细胞膜反应
受精完成的标志：
雌雄原核融合，形成合子
防止多精子入卵受精的两个屏障:
一、受精
受精阶段
3
（1）受精的标志：
（2）受精完成的标志：
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
透明带和卵细胞膜之间有两个极体
雌雄原核融合，形成合子
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。
一、受精
受精阶段
3
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
02
1.场所：
输卵管、子宫
二、胚胎早期发育
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
2.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
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。
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
02
二、胚胎早期发育
卵裂期
1
13
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。
02
二、胚胎早期发育
桑葚胚
2
14
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
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
透明带
具有全能性,可以分离出胚胎干细胞
孵化：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。
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
02
二、胚胎早期发育
囊胚
3
15
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
逐渐分化形成各
种组织、器官等
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
中胚层：
外胚层：
内胚层：
原肠胚
——出现胚层分化
02
二、胚胎早期发育
原肠胚
4
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 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
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。
不同动物受精卵发育的比较
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
二、胚胎早期发育
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
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？
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。
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。
不同动物受精卵发育的比较
二、胚胎早期发育
小结and拓展：胚胎发育 vs 个体发育
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
胚胎发育
胚后发育
个体发育
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
（原肠腔）
胚胎工程的理论基础
受精过程
胚胎早期发育
准备阶段Ⅰ——精子获能
准备阶段Ⅱ——卵子的准备
课堂小结
受精阶段
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
1.下图是胚胎发育过程中某阶段示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中②将发育为胎膜和胎盘等结构
B．图中③可发育成胎儿的各种组织
C．高等哺乳动物细胞分化开始于桑葚胚期
D．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化
C　
解析：图中②是滋养层，将发育为胎膜和胎盘，A正确；图中③处的细胞为内细胞团细胞，可发育成胎儿的各种组织，B正确；高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，C错误；胚胎从①透明带中伸展出来的过程叫作孵化，D正确。
课堂练习
C　
2.下图表示精子入卵后，发生（或引起的）一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是(　　)
A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子完成减数分裂Ⅱ
B.精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了X，防止多精入卵
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.雌、雄原核充分发育后相向移动，继而合并成一个细胞核
解析：精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了透明带反应，防止多精入卵，而题图中X指卵细胞膜反应，B错误。
　
课堂练习
B