2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三2.3.1 胚胎工程的理论基础 课件（共32张ppt）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三2.3.1 胚胎工程的理论基础 课件（共32张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-02-06 11:03:14 | ||
图片预览
文档简介
2021人教版（新教材）必修二 遗传和进化
第二章 细胞工程
第3节 胚胎工程的理论基础（第1课时）
精子如何发生？
卵子如何发生？
精子如何与卵子相遇？
受精作用如何实现？
胚胎发育的基本过程？
本节聚焦
胚胎工程的迅速发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。
胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或者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。
过渡：
受精
每个生命的诞生，都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？
一、精子的形成
精子的发生是在睾丸完成的
雄性动物从初情期至生殖机能衰退，睾丸曲细精管不断进行生殖细胞的增殖
曲细精管为高度弯曲的上皮状管道，每个睾丸小叶中含有1-4条
1.场所
着丝点分裂
姐妹染色单体分开
1个精原细胞(2N)
减数第
一次分裂
染色体复制
1个初级精母细胞(2N)
2个次级精母细胞(N)
减数第
二次分裂
4个精细胞(N)
变形作用
4个精子 (N)
同源染色体联会，
出现四分体、交叉互换
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
一、精子的形成
2.形成过程
线粒体
高尔基体
A、顶体的发生
发育中的顶体
发育中的尾 (中心体)
B、尾的的发育
C、精子头的出现
D、细胞质浓缩
E、精子的形成
原生质滴
尾
线粒体鞘
顶体
精子细胞变形成精子
一、精子的形成
①.细胞核
②.高尔基体
③.中心体
④.线粒体
⑤.细胞内其他物质
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘(尾的基部)
原生质滴
(球状,最后脱落)
精子细胞变形总结
一、精子的形成
精子
尾部：中段和尾
中段的线粒体鞘含有螺旋状排列的线粒体，为精子的运动提供能量。
尾部是精子代谢和运动器官。
尾部的中心含一条贯穿全尾的轴丝（类似鞭毛）
一、精子的形成
3.形态
头：头部正面呈椭圆形，侧面呈梨形，内含一个染色质十分致密的细胞核和一个顶体。
顶体：是一种膜系细胞器（高尔基体），呈帽状罩于细胞核的前方。顶体内含多种水解酶（顶体酶）相当于巨大溶酶体。
细胞核: 父方的遗传物质、单倍体，双链 DNA，与蛋白质紧密结合。
精子形似蝌蚪，总长约66 μm，分头、尾部（中段和尾）两部分。
一、精子的形成
4.不同物种的精子
精子的形态：不同动物精子形似蝌蚪，但其大小略有不同与动物体型大小无关。
二、卵细胞的形成
1.场所
卵子发生在卵巢完成
胚胎性别分化后，雌性胎儿卵巢内卵原细胞通过有丝分裂增加数量
卵原细胞可进一步形成初级卵母细胞
初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡
哺乳动物卵泡的形成与在卵巢内储备在出生前完成，与精子形成不同
卵巢示意图
二、卵细胞的形成
2.过程
卵原细胞
有丝分裂
次级卵母细胞
第二极体
卵原细胞
初级卵母细胞
染色体复制并进一步演变
减数第二次分裂
染色体数目：2n
染色体数目：
卵原细胞：2n
初级卵母细胞：4n
染色体数目：2n
染色体数目：n
（单倍体）
第一极体
减数第一次分裂
卵细胞
初级卵母细胞
胎
儿
期
初情期/青春期
后
初级卵母细胞生长，透明带形成
排卵前后完成，胞质不均等分裂
精卵结合过程中完成
胞质不均等分裂
第二极体被观察到
是受精重要标志
染色体数目：4n
精子和卵子的结构
二、卵细胞的形成
3.形态
卵细胞结构图
卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞，大约是精子体积的100倍。其直径可达0．125-0．15毫米，和人的头发尖的直径差不多。
卵呈球形，卵的细胞膜外面具有外被，其成分主要是糖蛋白，是由卵细胞或其它细胞分泌的。在哺乳动物中这种外被叫做透明带，其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。透明带外面还具有由卵丘细胞形成的放射冠。
卵细胞细胞质多，核糖体十分丰富，同时还含有大量营养物质，卵细胞不能运动。
卵子是通过减数分裂形成的，第一次减数分裂在卵巢内完成，经过排卵过程，即将次级卵母细胞及外周的透明带和放射冠排出，倘若次级卵母细胞遇到精子，再结合过程中进行减数第二次分裂，成为真正意义上的卵细胞。
一个卵细胞排出后约可存活12-24小时，在这12-24小时内等待着与精子相遇、结合。若卵子排出后由于多种原因不能与精子相遇形成受精卵，便在24小时后自然死亡。失去这次受精的机会，就要等到1个月后另一个卵子成熟并被排出，重复同样的过程。左右两个卵巢通常是轮流排卵，少数情况下能同时排出两个或两个以上的卵子。如果分别与精子相结合，就出现了双卵双胞胎和多卵多胞胎。
知识延伸
精子与卵子的发生比较
生殖细胞类型
场 所
开始时间
细胞增殖方式
子细胞数目
是否变形
重要区别
精子
睾丸
初情期以后
先有丝分裂
后减数分裂
4个
精子细胞
变形
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；
而精子是从初情期开始的
卵子
卵巢
输卵管
性别分化以后
先有丝分裂
后减数分裂
1个卵细胞
3个极体
不变形
三、受精
精子和卵子相互识别，融合成合子（受精卵）的过程。
细胞膜的功能
进行细胞间信息交流
细胞膜具有
一定的流动性
输卵管
卵巢
子宫
雌性动物生殖道
受精前的准备
精子获能
精子发生的使之具有受精能力的生理变化
卵子的准备
卵巢排出的卵子发育到MⅡ中期
受精的场所
2.受精前的准备
1.概念
精子穿越透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
透明带发生的阻止精子进入的生理反应
精子进入
卵细胞
卵细胞膜反应
卵细胞膜发生的阻止精子进入的生理反应
防止多精入卵
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
精子释放蛋白酶溶解膜外结构
雌、雌原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失卵裂开始
雄原核
精子脱尾，核膜重构
雌原核
卵子完成减数分裂释放第二极体
∨
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
受精的标志 ：透明带和卵细胞膜之间有两个极体
三、受精
3.过程
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？
2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？
刚排出的卵细胞尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细胞是在输卵管内与精子受精的。
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。
是指卵细胞从卵泡中排出。
易错点
4.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？
否、减II过程是在输卵管中
易错点
提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
5.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合， 这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动 机”。
6.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。
受精过程完成以后开始进行胚胎发育。
三、受精
4.实质和意义
下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( )
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
牛刀小试
胚胎的早期发育
卵裂
分裂方式
有丝分裂
2细胞
4细胞
8细胞
受精卵
桑葚胚
（32细胞）
透明带
四、胚胎发育
1.过程
卵裂期的特点
细胞分裂方式为________
细胞数目_________
每个细胞体积_________
胚胎总体积______或略有_____
有机物总量_______
有机物种类_________
DNA总数目_____
有丝分裂
增加
不增加
缩小
减小
减少
增加
增加
1、下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（ ）
A. 细胞数目不断增多
B. 细胞的分裂方式是有丝分裂
C. 胚胎中DNA的总量增加
D. 每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小
牛刀小试
D
囊胚
桑葚胚
发育成胎儿的各种组织
发育胎膜和胎盘
内细胞团细胞具有全能性
胚胎的早期发育
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
胚胎进一步发育，出现细胞分化
四、胚胎发育
1.过程
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
孵化
囊胚从透明带中伸展出来
大规模分化
外胚层
内胚层
原肠腔
滋养层
四、胚胎发育
1.过程
内细胞团表层的细胞
外胚层
内胚层
内细胞团下方的细胞衍生形成
中胚层
内细胞团细胞经过变化插到内外胚层形成
原肠腔
内胚层包围的囊腔
四、胚胎发育
1.过程
外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统
受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。
四、胚胎发育
1.过程
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。
：由全能细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和
胎盘
：最初在输卵管进行有丝分裂
胚胎发育小结
主要特点：
不同动物受精卵进入子宫的时间
将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠体内，至少应发育到什么阶段的胚胎？若为马呢？
囊胚
桑葚胚
输卵管
子宫
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}动物
种类
进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段
天
发育阶段
小鼠
3
桑葚胚
绵羊
3~4
16细胞
猪
2~2.5
4~6细胞
马
6
囊胚
牛
4~5
8~16
思考·讨论
谢谢
第二章 细胞工程
第3节 胚胎工程的理论基础（第1课时）
精子如何发生？
卵子如何发生？
精子如何与卵子相遇？
受精作用如何实现？
胚胎发育的基本过程？
本节聚焦
胚胎工程的迅速发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。
胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或者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。
过渡：
受精
每个生命的诞生，都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？
一、精子的形成
精子的发生是在睾丸完成的
雄性动物从初情期至生殖机能衰退，睾丸曲细精管不断进行生殖细胞的增殖
曲细精管为高度弯曲的上皮状管道，每个睾丸小叶中含有1-4条
1.场所
着丝点分裂
姐妹染色单体分开
1个精原细胞(2N)
减数第
一次分裂
染色体复制
1个初级精母细胞(2N)
2个次级精母细胞(N)
减数第
二次分裂
4个精细胞(N)
变形作用
4个精子 (N)
同源染色体联会，
出现四分体、交叉互换
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
一、精子的形成
2.形成过程
线粒体
高尔基体
A、顶体的发生
发育中的顶体
发育中的尾 (中心体)
B、尾的的发育
C、精子头的出现
D、细胞质浓缩
E、精子的形成
原生质滴
尾
线粒体鞘
顶体
精子细胞变形成精子
一、精子的形成
①.细胞核
②.高尔基体
③.中心体
④.线粒体
⑤.细胞内其他物质
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘(尾的基部)
原生质滴
(球状,最后脱落)
精子细胞变形总结
一、精子的形成
精子
尾部：中段和尾
中段的线粒体鞘含有螺旋状排列的线粒体，为精子的运动提供能量。
尾部是精子代谢和运动器官。
尾部的中心含一条贯穿全尾的轴丝（类似鞭毛）
一、精子的形成
3.形态
头：头部正面呈椭圆形，侧面呈梨形，内含一个染色质十分致密的细胞核和一个顶体。
顶体：是一种膜系细胞器（高尔基体），呈帽状罩于细胞核的前方。顶体内含多种水解酶（顶体酶）相当于巨大溶酶体。
细胞核: 父方的遗传物质、单倍体，双链 DNA，与蛋白质紧密结合。
精子形似蝌蚪，总长约66 μm，分头、尾部（中段和尾）两部分。
一、精子的形成
4.不同物种的精子
精子的形态：不同动物精子形似蝌蚪，但其大小略有不同与动物体型大小无关。
二、卵细胞的形成
1.场所
卵子发生在卵巢完成
胚胎性别分化后，雌性胎儿卵巢内卵原细胞通过有丝分裂增加数量
卵原细胞可进一步形成初级卵母细胞
初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡
哺乳动物卵泡的形成与在卵巢内储备在出生前完成，与精子形成不同
卵巢示意图
二、卵细胞的形成
2.过程
卵原细胞
有丝分裂
次级卵母细胞
第二极体
卵原细胞
初级卵母细胞
染色体复制并进一步演变
减数第二次分裂
染色体数目：2n
染色体数目：
卵原细胞：2n
初级卵母细胞：4n
染色体数目：2n
染色体数目：n
（单倍体）
第一极体
减数第一次分裂
卵细胞
初级卵母细胞
胎
儿
期
初情期/青春期
后
初级卵母细胞生长，透明带形成
排卵前后完成，胞质不均等分裂
精卵结合过程中完成
胞质不均等分裂
第二极体被观察到
是受精重要标志
染色体数目：4n
精子和卵子的结构
二、卵细胞的形成
3.形态
卵细胞结构图
卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞，大约是精子体积的100倍。其直径可达0．125-0．15毫米，和人的头发尖的直径差不多。
卵呈球形，卵的细胞膜外面具有外被，其成分主要是糖蛋白，是由卵细胞或其它细胞分泌的。在哺乳动物中这种外被叫做透明带，其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。透明带外面还具有由卵丘细胞形成的放射冠。
卵细胞细胞质多，核糖体十分丰富，同时还含有大量营养物质，卵细胞不能运动。
卵子是通过减数分裂形成的，第一次减数分裂在卵巢内完成，经过排卵过程，即将次级卵母细胞及外周的透明带和放射冠排出，倘若次级卵母细胞遇到精子，再结合过程中进行减数第二次分裂，成为真正意义上的卵细胞。
一个卵细胞排出后约可存活12-24小时，在这12-24小时内等待着与精子相遇、结合。若卵子排出后由于多种原因不能与精子相遇形成受精卵，便在24小时后自然死亡。失去这次受精的机会，就要等到1个月后另一个卵子成熟并被排出，重复同样的过程。左右两个卵巢通常是轮流排卵，少数情况下能同时排出两个或两个以上的卵子。如果分别与精子相结合，就出现了双卵双胞胎和多卵多胞胎。
知识延伸
精子与卵子的发生比较
生殖细胞类型
场 所
开始时间
细胞增殖方式
子细胞数目
是否变形
重要区别
精子
睾丸
初情期以后
先有丝分裂
后减数分裂
4个
精子细胞
变形
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；
而精子是从初情期开始的
卵子
卵巢
输卵管
性别分化以后
先有丝分裂
后减数分裂
1个卵细胞
3个极体
不变形
三、受精
精子和卵子相互识别，融合成合子（受精卵）的过程。
细胞膜的功能
进行细胞间信息交流
细胞膜具有
一定的流动性
输卵管
卵巢
子宫
雌性动物生殖道
受精前的准备
精子获能
精子发生的使之具有受精能力的生理变化
卵子的准备
卵巢排出的卵子发育到MⅡ中期
受精的场所
2.受精前的准备
1.概念
精子穿越透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
透明带发生的阻止精子进入的生理反应
精子进入
卵细胞
卵细胞膜反应
卵细胞膜发生的阻止精子进入的生理反应
防止多精入卵
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
精子释放蛋白酶溶解膜外结构
雌、雌原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失卵裂开始
雄原核
精子脱尾，核膜重构
雌原核
卵子完成减数分裂释放第二极体
∨
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
受精的标志 ：透明带和卵细胞膜之间有两个极体
三、受精
3.过程
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？
2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？
刚排出的卵细胞尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细胞是在输卵管内与精子受精的。
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。
是指卵细胞从卵泡中排出。
易错点
4.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？
否、减II过程是在输卵管中
易错点
提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
5.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合， 这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动 机”。
6.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。
受精过程完成以后开始进行胚胎发育。
三、受精
4.实质和意义
下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( )
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
牛刀小试
胚胎的早期发育
卵裂
分裂方式
有丝分裂
2细胞
4细胞
8细胞
受精卵
桑葚胚
（32细胞）
透明带
四、胚胎发育
1.过程
卵裂期的特点
细胞分裂方式为________
细胞数目_________
每个细胞体积_________
胚胎总体积______或略有_____
有机物总量_______
有机物种类_________
DNA总数目_____
有丝分裂
增加
不增加
缩小
减小
减少
增加
增加
1、下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（ ）
A. 细胞数目不断增多
B. 细胞的分裂方式是有丝分裂
C. 胚胎中DNA的总量增加
D. 每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小
牛刀小试
D
囊胚
桑葚胚
发育成胎儿的各种组织
发育胎膜和胎盘
内细胞团细胞具有全能性
胚胎的早期发育
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
胚胎进一步发育，出现细胞分化
四、胚胎发育
1.过程
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
孵化
囊胚从透明带中伸展出来
大规模分化
外胚层
内胚层
原肠腔
滋养层
四、胚胎发育
1.过程
内细胞团表层的细胞
外胚层
内胚层
内细胞团下方的细胞衍生形成
中胚层
内细胞团细胞经过变化插到内外胚层形成
原肠腔
内胚层包围的囊腔
四、胚胎发育
1.过程
外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统
受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。
四、胚胎发育
1.过程
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。
：由全能细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和
胎盘
：最初在输卵管进行有丝分裂
胚胎发育小结
主要特点：
不同动物受精卵进入子宫的时间
将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠体内，至少应发育到什么阶段的胚胎？若为马呢？
囊胚
桑葚胚
输卵管
子宫
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}动物
种类
进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段
天
发育阶段
小鼠
3
桑葚胚
绵羊
3~4
16细胞
猪
2~2.5
4~6细胞
马
6
囊胚
牛
4~5
8~16
思考·讨论
谢谢