【课件】胚胎工程的理论基础 2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

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1、第6课时第2章 细胞工程胚胎工程的理论基础人教版选择性必修3学习活动学习总结学习目标学习目标1.能简述受精前精子和卵子的准备以及受精过程2.能简述胚胎早期发育的过程及其主要特点学习目标学习总结学习活动学习活动1.截至2018年3月，北方白犀牛仅剩两头雌性，难以通过自然繁育产生后代。2.研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。你能想出什么方法来拯救北方白犀牛，扩大其种群数量呢？【提问】学习目标学习总结学习活动学习活动2024/1/22 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

2、植和胚胎分割等。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。1.1.操作对象：操作对象：生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞。2.2.技术种类：技术种类：体外受精、胚胎移植、胚胎分割。体外受精、胚胎移植、胚胎分割。3.3.工程实质：工程实质：在在体外体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。条件进行的模拟操作。4.4.理论基础：理论基础：一、胚胎工程的理论基础学习目标学习总结学习活动学习活动所有生命的开始，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？所有生命的开始，都始于一颗精子和一

3、颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么？1.1.精子的发生精子的发生2.2.卵子的发生卵子的发生3.3.受精作用受精作用受精卵受精卵囊囊胚胚4.4.胚胎发育胚胎发育学习目标学习总结学习活动学习活动能简述受精前精子和卵子的准备以及受精过程任务1：阅读教材P56-57页的“准备阶段”，思考以下问题：目标一（1）受精前精子和卵子分别要做哪些准备？为什么需要做这些准备？（2）请推测在进行体外受精操作时，需要对精子和卵母细胞进行怎样的处理？学习目标学习总结学习活动学习活动1.受精前的准备（1）精子获能原因：刚排出的精子不能立即与卵子受精。场所：雌性动物的生殖道。其他获能方法：将精子培养在获能液中使其获能，获

4、能液的有效成分有肝素、Ca+载体等。头头颈颈线粒体鞘线粒体鞘尾尾不同种动物精子的形态相似，大小略有不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关不同，与动物的体型大小无关学习目标学习总结学习活动学习活动（2）卵子的准备原因：动物排出的卵子成熟程度不同，可能是初级卵母细胞（如马、犬等），可能是次级卵母细胞（如猪、羊等）。成熟场所：输卵管。成熟时期：M期。学习目标学习总结学习活动学习活动任务2：阅读教材P57页绘制受精过程的流程图，并解释受精过程依次发生的生理变化【提示】获能后的精子与卵子相遇精子触及卵细胞膜精 子入卵雌、雄原核形成雌、雄原核结合，形成受精卵释放出多种酶，以溶解卵细胞

5、膜外的一些结构释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，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阻止后来的精子进入透明带卵卵细细胞胞膜膜也也会会立立即即发发生生生生理理反反应应，拒拒绝绝其其他他精子再进入卵内精子再进入卵内精精子子：精精子子入入卵卵后后，尾尾部部脱脱离离，原原有有的的核核膜膜破破裂裂并并形形成成一一个个新新的的核核膜膜，最最后后形形成成一一个个比比原原来来精精子子还大的核，叫作雄原核还大的核，叫作雄原核卵卵子子：精精子子入入卵卵后后被被激激活活的的卵卵子子完完成成减减数数分分裂裂IIII，排出第二极体后，形成雌原核，排出

6、第二极体后，形成雌原核雌雄原核的结合是受精完成的雌雄原核的结合是受精完成的标志标志学习目标学习总结学习活动学习活动1.受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？【提示】在精子触及卵细胞膜的瞬间,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。然后,精子入卵。精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内。其意义在于保证子代细胞中染色体数目正常。【思考与讨论】学习目标学习总结学习活动学习活动2.如何判断卵子是否受精？【提示】为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。【思考与讨论】学习目标学习总结学习活动

7、学习活动注意说明注意说明（1）雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞的基础上形成的新核（2）对于受精标志和受精完成的标志应该区分开。受精的标志：是第二极体的形成或雌、雄原核的形成。受精完成的标志：是雌、雄原核形成合子。受精过程的完成，标志着受精卵发育的开始学习目标学习总结学习活动学习活动能简述胚胎早期发育的过程及其主要特点任务1：阅读教材P58页，归纳胚胎早期发育各阶段的主要变化及特点目标二【提示】受精卵卵裂期桑葚期囊胚原肠胚在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，不发生分化,细胞都具有全能性致密的细胞团，细胞未分化细胞开始分化，形成内细胞团和滋养层，出现

8、囊胚腔；孵化细胞进一步分化，逐渐形成三个胚层学习目标学习总结学习活动学习活动原肠胚原肠胚受受精精卵卵2024/1/22哺乳动物的胚胎早期发育的场所是输卵管和子宫。哺乳动物的胚胎早期发育的场所是输卵管和子宫。卵裂卵裂桑桑椹椹胚胚囊囊胚胚原原肠肠胚胚二、胚胎早期发育二、胚胎早期发育学习目标学习总结学习活动学习活动2024/1/221.卵裂（1 1）场所：）场所：透明带内。透明带内。（2 2）分裂方式：）分裂方式：有丝分裂有丝分裂。（3 3）特点：）特点：细胞细胞数量不断增加数量不断增加，胚胎，胚胎总体积并不增加总体积并不增加。每个细胞。每个细胞体积不断变小，体积不断变小，DNADNA总数目不断增加

9、，每个细胞的核总数目不断增加，每个细胞的核DNADNA数目不变，数目不变，有机物总量减少，有机物种类增加。有机物总量减少，有机物种类增加。2.桑椹胚（1 1）概念：）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑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。葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。（2 2）特点：）特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于的潜能，属于全能细胞全能细胞。学习目标学习总结学习活动学习活动2024/1/223.囊胚（1 1）概念：）概念：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，形成内胚胎

10、进一步发育，细胞逐渐分化，形成内细胞细胞团团（将来发育成胎儿的各种组织）、（将来发育成胎儿的各种组织）、滋养层细胞滋养层细胞（将来发（将来发育成胎膜和胎盘）；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现育成胎膜和胎盘）；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔了含有液体的囊腔囊胚腔囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。，这个时期的胚胎叫做囊胚。（2 2）孵化：）孵化：囊胚进一步囊胚进一步扩大扩大，会导致透明带，会导致透明带破裂破裂，胚胎从，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。其中伸展出来，这一过程叫做孵化。学习目标学习总结学习活动学习活动2024/1/224.原肠胚 囊囊胚胚孵孵化化后后，将将发发育育

11、形形成成原原肠肠胚胚。原原肠肠胚胚表表面面的的细细胞胞层层为为外外胚胚层层，向向内内迁迁移移的的细细胞胞形形成成内内胚胚层层。随随着着发发育育的的进进行行，一一部部分分细细胞胞还还会会在在内内、外外两两个个胚胚层层之之间间形形成成中中胚胚层层。这这三三个个胚胚层层将将逐逐渐渐分分化化形形成成各各种种组组织织、器器官官等。等。学习目标学习总结学习活动学习活动任务2：阅读教材P59“不同动物受精卵发育的比较”，完成思考讨论题：动物种类动物种类受精卵发育的时间受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的发育进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚天发育阶段小鼠24

12、3838505060607068803桑葚胚绵羊363842486772963416细胞猪2151516666729011011011422.546细胞马243036506072981066囊胚牛2742446546909612012014445816细胞几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间学习目标学习总结学习活动学习活动1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?【提示】比较而言马的际脸进入于官时，发有程度最高，它处于囊胚阶段。【思考与讨论】【提示】小银应选择至少发育到

13、桑找胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然一平可在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，在实践中通常用发有到囊胚阶段的胚胎进行移植。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?学习目标学习总结学习活动学习活动3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础?请结合所学习的内容举例说明。【提示】胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发有规律的基础上实现的。人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使郭母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。【思考与讨论】学习目标学习总结学习活动学习活动下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,下列相关叙述正确的是()。【练一练】AA.图中3是透明带,7是原肠腔B.发育的先后顺序是甲丙乙C.1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织D.甲、乙、丙时期的细胞都具有发育的全能性学习目标学习活动学习总结学习总结