資源簡介

(共40張PPT)
生物學（新人教版）
生物技術與工程
第二章 細胞工程
第 3 節
胚胎工程
Biology
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。
概念
操作對象
生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞
操作水平
細胞水平
工程實質
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
目的
生產后代，以滿足人類的各種需求。
技術手段
體外受精、胚胎移植、胚胎分割等
理論基礎
哺乳動物受精和早期胚胎發育的規律
一、受精
概念
受精是精子與卵子結合形成合子(即受精卵)
的過程，包括受精前的準備階段和受精階段。
閱讀課本，判斷下列問題對錯
(1)精子和卵子相遇結合形成受精卵的部位是輸卵管。
(2)剛排出的精子即能與卵子受精。
(3)精子入卵后被激活的卵子完成減數分裂Ⅱ，排出第二極體，形成雌原核。
(4)受精的標志是觀察到兩個極體；受精完成的標志是雌、雄原核融合形成合子。
(5)動物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中進一步發育到MⅡ期才具備受精能力。
√
√
√
×
×
受精前的準備階段需要準備什么？如何準備？
準備階段1——精子獲能
精子獲能的概念：
剛排出的精子不能立即與卵子受精，精子必須在雌性動物的生殖道發生相應的生理變化后，才能獲得受精能力的生理現象。
精子獲能的方法
1、直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能
2、將精子培養在人工配制的獲能液中使其獲能
精母細胞在變成精子的過程中，很多結構會消失，而細胞核與線粒體都保留了下來
研究精子獲能機制的意義
實現了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能，為體外受精技術的建立奠定了重要基礎。
準備階段2——卵子的準備
① 卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入
③ 動物排出的卵子成熟程度不同：
有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等；
有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等。
② 卵子成熟的場所：
輸卵管
④ 卵子具備與精子受精能力的時期：
MⅡ期
卵子形成過程是不連續的
減數分裂Ⅰ：
減數分裂Ⅱ：
一般在排卵前后完成（卵巢）
精卵結合過程中完成（輸卵管）
用文字箭頭繪制受精過程
精子 卵細胞膜外的結構 卵細胞膜 卵細胞 雌、雄原核 受精卵。
穿越
接觸
進入
形成
結合
受精是精子與卵子結合形成合子(即受精卵)的過程。它包括受精前的準備階段和受精階段。閱讀教材，觀察圖示并回答相關問題：
1.剛排出的卵子具有受精能力嗎？為什么？
不具有。卵子在受精前也要經歷類似精子獲能的過程，要在輸卵管內進一步成熟，到MⅡ期時，才具備與精子受精的能力。
2.剛排出的精子必須獲能后才能與卵子受精。使精子獲能的方法有哪些？
直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能;將精子培養在人工配制的獲能液中使其獲能等
3.受精過程中卵子的哪些結構發生生理反應可以防止多精入卵？這有什么意義？
阻止多精入卵有兩道屏障。第一道屏障是透明帶發生生理反應，第二道屏障是卵細胞膜發生生理反應。其意義是保證受精卵中遺傳物質與親代體細胞一致，從而保證遺傳的穩定性。
4.精子與卵細胞的結合，體現了細胞膜具有什么功能？
體現了細胞膜具有進行細胞間的信息交流的功能。
5.卵子完成減數分裂Ⅱ和受精的場所是否相同？
卵子在精子和卵子結合的過程中完成減數分裂Ⅱ，即在受精作用過程中完成，因此卵子完成減數分裂Ⅱ和受精的場所相同。
6.如何判斷卵子是否受精？
觀察到兩個極體或雌、雄原核。
受精過程認識的“三個誤區”
(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。
(2)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原來的核，而是在原來細胞核的基礎上形成的新核，原核膜已破裂。
(3)受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體或雌、雄原核，而受精完成的標志為雌、雄原核的融合。
兩看法區別透明帶反應、卵細胞膜反應
(1)從發生時間看：透明帶反應發生在精子的細胞膜與卵細胞膜融合時；卵細胞膜反應發生在精子入卵后。
(2)從生理作用看：透明帶反應可防止多個精子穿越透明帶，是防止多精入卵的第一道屏障；卵細胞膜反應是防止多精入卵的第二道屏障
練習：P44Q1、P116Q13
二、胚胎早期發育
閱讀課本填空
1.開始發育場所：________。
2.分裂方式：__________。
輸卵管
有絲分裂
3.卵裂
（1）場所：__________。
（2）特點
①細胞的數量不斷增加。
②胚胎的總體積__________。
透明帶內
并不增加
4.主要階段及特點
（1）桑葚胚：卵裂產生的子細胞逐漸形成致密的________， 形似桑葚。
（2）囊胚
①胚胎進一步發育，細胞繼續______。
②聚集在胚胎一端的細胞形成內細胞團，將來發育成胎兒的__________。
③滋養層細胞將來發育成____________。
④胚胎的內部出現了含有液體的腔——________。
⑤孵化：囊胚進一步擴大，________破裂，胚胎從其中伸展出來。
細胞團
分化
各種組織
胎膜和胎盤
囊胚腔
透明帶
（3）原腸胚
形成外胚層、中胚層、內胚層三個胚層，這三個胚層將逐漸分化形成________________等。
各種組織、器官
(1)卵裂階段的細胞分裂方式包括有絲分裂和減數分裂。
(2)胚胎發育過程中細胞開始出現分化的階段是原腸胚期。
(3)囊胚進一步擴大，透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫作孵化。
(4)原腸胚變大導致透明帶破裂而孵化出來。
判斷
×
×
×
√
卵裂時期 變化
細胞數量
每個細胞體積
DNA總量
有機物總量
有機物種類
增多
減小
增多
減少
增多
1.卵裂
胚胎發育早期，有一段時間是在透明帶內進行分裂，細胞數量不斷增加，胚胎總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。
2.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：
①透明帶未破裂
②細胞未分化(有全能性)
3.囊胚
胚胎進一步發育，細胞逐漸分化，形成內細胞團、滋養層細胞；隨著胚胎的進一步發育，胚胎的內部出現了含有液體的腔——囊胚腔，這個時期的胚胎叫做囊胚。
特點：
①透明帶破裂
②細胞開始分化
內細胞團：
滋養層細胞：
結構
將來發育成胎兒的各種組織(仍有全能性)
將來發育成胎膜和胎盤
4.原腸胚
囊胚孵化后，將進一步分化發育成有三個胚層和原腸腔的原腸胚
早期胚胎發育是指從受精卵開始到原腸胚階段，結合下圖探究以下問題：
(1)早期胚胎發育的起點是________。
(2)受精卵最初發育的場所是________。
(3)桑葚胚以前的細胞均________，細胞都具有________。
(4)_____階段細胞開始分化，但其全能性仍很高。
受精卵
輸卵管
未分化
全能性
囊胚
三、體外受精
閱讀課本思考以下問題：
1.體外受精有哪些步驟？
試管動物：
通過人工操作使卵子在體外受精，經培養
發育為早期胚胎后，再進行移植產生的個體。
2.意義
卵母細胞的采集
精子的獲取
受精
提高動物繁育能力，為胚胎移植提供可用胚胎。
過程
如圖是哺乳動物體外受精過程示意圖,請據圖思考回答問題
1.精子要進行離心處理的目的是什么？圖中體外受精應該模擬雌性動物的哪個部位的環境？
除去精漿，有利于精子獲能。輸卵管。
2.怎樣獲得更多的卵子？
利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中獲取卵子。
3.克隆動物、試管動物和母親正常懷孕生產相比，三者的生殖方式是否相同？
克隆動物通過細胞核移植技術獲得，屬于無性繁殖，試管動物和母親正常懷孕生產都屬于有性生殖。
4.體外受精與人工授精有什么不同？
體外受精是人工獲取精子、卵子,要先分別在體外進行獲能處理和成熟培養，再在體外培養液中完成受精過程；人工授精是用人工的方法將雄性動物的精液注入雌性動物生殖道內,完成受精。
練習：P47Q1
四、胚胎移植
概念：
胚胎移植是指將通過體外受精及其他方法得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。
供體：
提供胚胎的個體
選擇標準：
遺傳性狀優良，生產能力強
職能：
產生具有優良遺傳特性的胚胎
受體：
接受胚胎的個體
選擇標準：
職能：
有健康體質和正常繁殖能力
承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務
優良供體母牛
優良公牛
（遺傳性狀優良，生產能力強）
受體母牛
（有健康體質和正常繁殖能力）
具有優良性狀的后代
進行同期發情處理
超數排卵處理
受體發情
發情配種或人工授精
移植胚胎
收集胚胎并檢查
對受體進行妊娠檢查
牛的胚胎移植示意圖
正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植
（一般用孕激素）
過程：
用外源促性腺激素，誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經移植可產生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。
什么是同期發情處理？
利用某些激素人為地控制并調整一群母畜發情周期的進程，使之在預定時間內集中發情。
同期發情處理的目的是什么？
使胚胎在移植前后所處的生理環境保持一致，供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。
超數排卵的目的是什么？
誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
胚胎移植的意義
充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力,大大縮短供體本身的繁殖周期,提高了繁殖率。
1.將胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常發育嗎？
不一定能正常發育。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態相同的受體子宮內，胚胎才能繼續發育。在胚胎移植前要對受體進行同期發情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步,為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環境。
2.受體會不會對來自供體的胚胎發生免疫排斥反應？
基本上不會
3.胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致 為什么
胚胎移植后，經受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯系。其遺傳物質在孕育過程中不會發生任何變化。
4.胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎 為什么
正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環境條件的一致性密切相關。只有供體、受體生理環境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并能繼續發育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。
胚胎移植的生理學基礎
五、胚胎分割
閱讀課本填空
1．概念：采用________將早期胚胎切割成________________等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
2．所需主要儀器設備：________和________。
3．操作對象及要求：選擇發育良好、形態正常的______________，將它移入盛有操作液的培養皿中，然后在顯微鏡下用________或________分割。在分割囊胚階段的胚胎時，要注意________________。
機械方法
2等份、4等份或8等份
體視顯微鏡
顯微操作儀
桑葚胚或囊胚
分割針
分割刀
將內細胞團均等分割
4．胚胎分割的意義
(1)促進優良動物品種的繁殖，產生____________相同的后代用于遺傳學研究。
(2)對胚胎進行____________、____________等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。
遺傳性狀
性別鑒定
遺傳病篩查
下圖是哺乳動物胚胎分割和性別鑒定示意圖。請結合圖解討論解決相關問題：
1.為什么胚胎分割通常選擇桑葚胚或囊胚階段的胚胎？
桑葚胚階段尚未出現細胞分化，細胞具有全能性；囊胚階段的內細胞團具有全能性，分割后的胚胎還可以發育為完整個體。
2.在對囊胚階段的胚胎進行分割時，應注意什么問題？
要將內細胞團均等分割。若分割時不能將內細胞團均等分割，會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。
3.胚胎分割是不是分割的次數越多，效率越高？
分割的次數越多，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。
4.為什么鑒定胚胎的性別時從滋養層取樣而不是從內細胞團取樣？
囊胚的內細胞團將來發育成胎兒的各種組織，滋養層發育成胎盤、胎膜。取滋養層細胞做DNA 分析鑒定性別，不會影響胎兒的發育
謝謝觀看

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