【生物课件】胚胎工程的理论基础课件 2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

第3节 胚胎工程 第1课时第2章 细胞工程新课引入 我国对奶牛的总需求量很大，但奶牛的单产水平低。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛价格高昂，使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种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。如何解决这个问题呢？新课引入 培育克隆奶牛可以达到目的吗？是否存在什么问题？“克隆”可以达到目的，但“克隆”属于无性生殖，后代的遗传多样性降低，要想获得在遗传多样性上具有更大优势的后代，可以模拟有性生殖，进行体外受精，培育试管动物。一、胚胎工程 的概念 阅读教材56页关于胚胎工程的描述，思考胚胎工程的操作对象是什么？胚胎工程用到的技术是什么？学生活动一、胚胎工程 的概念1概念 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。2常用技术体外受精胚胎移植胚胎分割一、胚胎工程 的概念4操作水平 主要集中在细胞水平。3操作对象动物生殖细胞受精卵早期胚胎5理论基础哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。二、受精 阅读课本中受精前的两个准备阶段，思考受精的场所在哪里？精子和卵子分别需要做怎样的准备？学生活动输卵管精子获能成熟到M 期二、受精 受精：是指精子与卵子结合形成合子即受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段，在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。受精过程中体现了细胞膜的哪些功能和结构特点？精卵识别过程体现了细胞膜信息交流的功能，精卵融合体现了细胞膜具有一定的流动性。注意：受精的场所为输卵管。二、受精 刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后才能获得受精能力。这一现象称为精子获能。注意：精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。（一）准备阶段1精子获能 使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道，使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中，使其获能等。获能液的成分因动物种类不同有所差异，常见的有肝素，钙离子载体等。拓展1二、受精拓展2精子头出现细胞质浓缩顶体的发生细胞核高尔基体细胞质线粒体尾的发育发育中的顶体中心体演变成尾精子形成顶体（高尔基体）头（细胞核）原生质滴线粒体鞘尾（中心体）二、受精 精子由哪几部分组成？精细胞变形成精子的过程中，细胞核和线粒体保留下来的原因是什么？头（细胞核）颈线粒体鞘尾（一）准备阶段1精子获能 细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所；线粒体则是精子维持生存和运动、获得能量的“动力工厂”。二、受精（二）准备阶段2卵子的准备输卵管卵巢子宫拓展3卵巢：雌性动物的生殖器官，含处于不同发育时期的卵泡。二、受精排卵：卵子从卵泡中排出。第一极体卵母细胞膜卵丘细胞卵母细胞核透明带（二）准备阶段2卵子的准备拓展3卵泡：由卵母细胞和周围的卵泡细胞组成。卵子：一般指雌性动物的生殖细胞。二、受精（二）准备阶段2卵子的准备 动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。它们都要在输卵管内进一步成熟到M 期时，才具备与精子受精的能力。第一极体 透明带 卵细胞膜 细胞核 二、受精阅读教材57页的相关内容，思考下列问题：1受精时，精子依次穿过了哪些结构？2防止多精入卵的机制有哪些？3精子入卵后，它的结构发生了哪些变化？学生活动透明带、卵细胞膜透明带反应、卵细胞膜反应尾部脱落，形成新的雄原核（三）受精阶段二、受精（三）受精阶段1精子穿越卵细胞膜外的结构 获能后的精子与卵子相遇，释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。2精子接触卵细胞膜 精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。透明带反应是阻止多精入卵的第一道屏障二、受精（三）受精阶段3精子入卵4雌雄原核形成卵细胞膜反应是阻止多精入卵的第二道屏障 （1）雄原核：精子尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成雄原核。（2）雌原核：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂，排出第二极体后，形成雌原核。精子入卵后，卵细胞膜也会发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。二、受精（三）受精阶段5形成合子 雌雄原核充分发育后，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。雌、雄原核靠近 核膜消失卵裂开始二、受精（三）受精阶段 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志。拓展4三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育 阅读教材“胚胎早期发育”部分的内容，归纳各阶段的特点。并思考胚胎发育的场所、分裂方式、开始出现分化的时期。学生活动三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育1胚胎发育的场所哺乳动物的输卵管和子宫。2胚胎发育的分裂方式有丝分裂。3胚胎发育的过程受精卵卵裂桑葚胚囊胚原肠胚卵裂期三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育3胚胎发育的过程卵裂 在透明带内进行，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。2细胞 4细胞 8细胞 受精卵 三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育3胚胎发育的过程卵裂期项目变化细胞数量每个细胞的体积DNA总量每个细胞内DNA总量有机物总量有机物种类根据卵裂期的特点，填写下表：增多减小增多不变减少增多三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育3胚胎发育的过程桑葚胚 卵裂产生的子细胞形成致密的细胞团，形似桑葚。这个时期的胚胎称为桑葚胚。桑葚胚（32细胞）透明带8细胞 细胞逐渐分化。三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育3胚胎发育的过程囊胚内细胞团：将来发育成胎儿的各种组织；滋养层细胞：将来发育成胎膜和胎盘；囊胚腔：胚胎内部出现了含有液体的腔，即囊胚腔；孵化：囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫作孵化。透明带 内细胞团 囊胚腔滋养层三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育3胚胎发育的过程原肠胚原肠腔中胚层内胚层外胚层分化程度提高。三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育 阅读课本第59页思考讨论中“不同动物受精卵发育的比较”，讨论以下问题：学生活动 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？三、胚胎早期发育三、胚胎早期发育动物种类 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3416细胞猪22.546细胞马6囊胚牛45816输卵管卵巢子宫卵裂桑葚胚囊胚次级卵母细胞受精课堂小结课堂小结1卵子的成熟部位和受精部位？2胚胎发育的场所？3受精的标志是？4受精卵的遗传物质来自哪里？均为输卵管输卵管和子宫观察到两个极体或雌、雄原核 核遗传物质一半来自精子，一半来自卵子，细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵子易错辨析课堂小结胚胎工程的理论基础胚胎工程的概念对象受精精子的准备卵子的准备受精的过程胚胎的早期发育精子入卵雌雄原核形成精子穿越放射冠接触卵细胞膜形成合子囊胚原肠胚卵裂桑葚胚课堂检测1下列关于胚胎工程的说法错误的是（）A胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术B胚胎工程技术包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术C胚胎工程的理论基础是哺乳动物受精、早期胚胎发育的规律D胚胎工程是对自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作B课堂检测2下列关于哺乳动物受精过程的叙述错误的是（）A精子头部触及卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障B受精卵细胞质中的遗传物质完全来自卵细胞C受精时只有精子头部进入卵子D雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂B 课堂检测3下列有关胚胎早期发育过程中各阶段的叙述，错误的是（）A滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘B内细胞团可发育成胎儿的各种组织C高等哺乳动物细胞的分化开始于桑葚胚D胚胎从透明带中伸展出来的过程发生于囊胚阶段C再见