資源簡介

(共21張PPT)
選擇性必修三《生物技術與工程》
第2章 細胞工程
第3節 胚胎工程（第一課時）
胚胎工程的理論基礎
工廠化生產
情境導入
我國奶業現狀分析
能不能讓引進的良種奶牛快速、大量繁殖呢？
思考
我國奶牛單產水平低。高產奶牛引進價格昂貴，且牛生育率很低，靠大量引進優良品種來提高產量不太可行。
——什么是胚胎工程？
①核移植技術進行克隆
②通過體外受精、胚胎分割等胚胎工程技術獲得多個良種奶牛胚胎，后移植給代孕母牛生下后代。
什么是胚胎工程呢
胚胎工程是指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
哺乳動物受精和早期胚胎發育的規律
在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發育條件進行的模擬操作。
工程實質
理論基礎
胚胎工程
技術手段
目 的
操作對象
目錄
課堂小結
探究新知
04
情境導入
03
02
01
課堂練習
一.受精
二.胚胎早期發育
5
01
指精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。
1.概念：
3.過程:
2.場所：
輸卵管
一、受精
體現了細胞膜具有進行細胞間信息交流的功能
受精前的準備階段
受精階段
準備階段Ⅰ——精子獲能
準備階段Ⅱ——卵子的準備
精子獲能的方法：
①直接利用雌性動物的生殖道
②培養在人工配制的獲能液
牛
豬
綿羊
馬
成熟精子和幾種主要家畜的精子示意圖
頭
頸
線粒體鞘
尾
（精子大小與動物體型大小無關）
剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在 發生
后，才能獲得 ，這一生理現象稱為“精子獲能”。
雌性動物的生殖道
受精能力
注意：讓精子獲得受精能力而不是獲得能量
相應的生理變化
常見有效成分有肝素、Ca2+載體
一、受精
準備階段Ⅰ——精子獲能
1
精子的變形過程
精原細胞
大量精原細胞
初級精母細胞
次級精母細胞
精細胞
精子
有絲分裂
染色體復制
變形
第一階段
第二階段
第三階段
減數分裂Ⅰ
減數分裂Ⅱ
一、受精
準備階段Ⅰ——精子獲能
1
①頂體的發生
②尾的發育
③精子頭出現
④細胞質濃縮
⑤精子形成
卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些實驗證據表明，卵子在受精前也要經歷類似精子獲能的過程。
2-3h
馬、犬等少數哺乳動物排出的卵子是初級卵母細胞
豬、羊等多數哺乳動物排出的卵子是次級卵母細胞
排出的卵子要在輸卵管內發育到MⅡ(中)期時，才具備與精子受精的能力。
卵原細胞
初級卵母細胞
次級卵母細胞
馬、犬排卵
豬、羊排卵
發育
一、受精
準備階段Ⅱ——卵子的準備
2
9
01
透明帶反應
卵細胞膜反應
受精完成的標志：
雌雄原核融合，形成合子
防止多精子入卵受精的兩個屏障:
一、受精
受精階段
3
（1）受精的標志：
（2）受精完成的標志：
精子穿越卵細胞膜外的結構
精子接觸卵細胞膜
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
透明帶和卵細胞膜之間有兩個極體
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；
受精卵的質基因幾乎全部來自卵子。
一、受精
受精階段
3
人卵細胞受精到受精卵卵裂后植入的過程
02
1.場所：
輸卵管、子宮
二、胚胎早期發育
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑葚胚
囊胚
原腸胚
2.過程：
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑葚胚
囊胚
原腸胚
卵裂期
在透明帶內進行分裂，細胞數量不斷增加，胚胎總體積不增加，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。
分裂方式：
項目 變化
細胞數目
胚胎的總體積
每個細胞體積
DNA總量
每個細胞內的DNA總量
有機物總量
增加
減小
增多
不變
減少
不增加
有絲分裂
02
二、胚胎早期發育
卵裂期
1
13
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑葚胚
囊胚
原腸胚
桑葚胚
當卵裂產生的子細胞逐漸形成致密的細胞團，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。
特點：
每個細胞都具有發育成完整胚胎的潛能， 屬于全能細胞。
02
二、胚胎早期發育
桑葚胚
2
14
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑葚胚
囊胚
原腸胚
特點：
結構：
細胞開始分化
內細胞團
滋養層細胞
囊胚腔
——發育成胎兒的各種組織
——發育成胎膜和胎盤
內細胞團
囊胚腔
滋養層
透明帶
具有全能性,可以分離出胚胎干細胞
孵化：囊胚進一步擴大會導致透明帶破裂破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續發育。
02
二、胚胎早期發育
囊胚
3
15
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑葚胚
囊胚
原腸胚
逐漸分化形成各
種組織、器官等
表面的細胞層
向內遷移的細胞
內外兩個胚層之間
中胚層：
外胚層：
內胚層：
原腸胚
——出現胚層分化
02
二、胚胎早期發育
原腸胚
4
動物 種類 受精卵發育的時間/h 進入子宮時受精卵的 發育天數和發育階段
2細胞 4細胞 8細胞 16細胞 桑裝胚 天 發育階段
小鼠 24~38 38 50 50 60 60 70 68 80 3 桑建胚
綿羊 36~38 42 48 67 72 96 3~4 16細胞
豬 21 51 51-66 66~72 90-110 110-114 2~2.5 4~6細胞
馬 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細胞
不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題。
幾種動物受精卵發育及其進入子宮的時間表。
不同動物受精卵發育的比較
注：馬、牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。
二、胚胎早期發育
1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發育程度最高？
2. 將體外培養的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應選擇至少發育到什么階段的胚胎 如果換成牛又該怎樣處理？
比較而言，馬的胚胎進入子宮時，發育程度最高，它處于囊胚階段。
小鼠應選擇至少發育到桑葚胚階段的胚胎進行移植。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發育率和妊娠率，在實踐中通常用發育到囊胚階段的胚胎進行移植。
不同動物受精卵發育的比較
二、胚胎早期發育
小結and拓展：胚胎發育 vs 個體發育
全能細胞
細胞分化
幼體
繼續分化
出生發育
性成熟個體
孵化
卵裂期
胚胎發育
胚后發育
個體發育
內細胞團
滋養層細胞
囊胚腔
外胚層
中胚層
內胚層
（原腸腔）
胚胎工程的理論基礎
受精過程
胚胎早期發育
準備階段Ⅰ——精子獲能
準備階段Ⅱ——卵子的準備
課堂小結
受精階段
受精卵
2細胞胚
4細胞胚
8細胞胚
桑椹胚
囊胚
原腸胚
1.下圖是胚胎發育過程中某階段示意圖，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中②將發育為胎膜和胎盤等結構
B．圖中③可發育成胎兒的各種組織
C．高等哺乳動物細胞分化開始于桑葚胚期
D．胚胎從①中伸展出來的過程叫作孵化
C　
解析：圖中②是滋養層，將發育為胎膜和胎盤，A正確；圖中③處的細胞為內細胞團細胞，可發育成胎兒的各種組織，B正確；高等哺乳動物細胞分化開始于囊胚期，C錯誤；胚胎從①透明帶中伸展出來的過程叫作孵化，D正確。
課堂練習
C　
2.下圖表示精子入卵后，發生（或引起的）一系列變化形成受精卵的過程，下列敘述錯誤的是(　　)
A.圖中X指卵細胞膜反應，Y指卵子完成減數分裂Ⅱ
B.精子觸及卵細胞膜的瞬間便發生了X，防止多精入卵
C.精子入卵主要指精子的頭部外膜與卵細胞膜融合
D.雌、雄原核充分發育后相向移動，繼而合并成一個細胞核
解析：精子觸及卵細胞膜的瞬間便發生了透明帶反應，防止多精入卵，而題圖中X指卵細胞膜反應，B錯誤。
　
課堂練習
B　

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