【高中生物】胚胎工程第1課時教學(xué)課件學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

第二章第3節(jié)胚胎工程第1課時：胚胎工程的理論基礎(chǔ)良種荷斯坦奶?？梢酝ㄟ^體外受精、胚胎分割等技術(shù)獲得多個良種奶牛的胚胎，然后移植給代孕母牛生下后代。從社會中來你能想出什么方法來擴大良種荷斯坦奶牛種群的數(shù)量呢?培育克隆牛可以達到快速繁育的目的。如果繁育成功，這樣的種群在遺傳多樣性上與自然種群有何區(qū)別?要想獲得在遺傳多樣性上具有更大優(yōu)勢的后代，你能想出其他繁育方法嗎?閱讀教材“從社會中來”了解我國在奶牛生產(chǎn)中存在的問題，思考以下問題：“克隆”屬于無性生殖，后代的遺傳多樣性低?？寺〖夹g(shù)、體外受精①操作對象：②技術(shù)手段：③理論基礎(chǔ)：生殖細胞、受精卵或早期胚胎體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎分割、胚胎移植等。哺乳動物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。④實質(zhì)：在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作胚胎工程⑤操作水平：主要集中在細胞水平上目錄一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)1受精2胚胎早期發(fā)育受精一受精概念:階段:準備階段受精階段:準備階段Ⅰ:精子獲能準備階段Ⅱ:卵子的準備精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。細胞膜的功能：進行細胞間信息交流細胞膜具有：一定的流動性哺乳動物的輸卵管內(nèi)。一、受精頭頸尾精子由哪些部分組成?精子的結(jié)構(gòu)特點與其功能有什么相關(guān)性?成熟精子的結(jié)構(gòu)示意圖(1)準備階段——精子獲能

原因：剛排出的精子不能立即受精，與要在雌性生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，獲得受精能力1.受精前的準備階段線粒體鞘成熟精子含有的細胞質(zhì)很少高爾基體細胞核頂體(1)準備階段——精子獲能怎么讓精子獲能?直接利用

使精子獲能；將精子培養(yǎng)在

中使其獲能；雌性動物生殖道人工配制的獲能液生物種類不同成分有差異；常見有效成分有肝素、Ca2+載體等。1.受精前的準備階段肝素①不同動物排出的卵子成熟程度不同卵原細胞初級卵母細胞次級卵母細胞馬、犬等少數(shù)哺乳動物排出的卵子是初級卵母細胞豬、羊等多數(shù)哺乳動物排出的卵子是次級卵母細胞馬、犬排卵豬、羊排卵(2)準備階段——卵子的準備：排出的卵子需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟。1.受精前的準備階段②卵子的成熟(2)準備階段——卵子的準備1.受精前的準備階段卵子要在

內(nèi)進一步成熟，達到

時，才具備與精子受精的能力。輸卵管具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)透明帶卵細胞膜核(紡錘體—染色體復(fù)合物)第一極體MⅡ中期閱讀教材57頁“受精階段”部分的內(nèi)容，思考回答以下問題。受精時，精子依次穿過了哪些結(jié)構(gòu)?防止多精人卵的機制有哪些?精子人卵后，它的結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化?卵細胞受精的標志是什么？受精完成的標志是什么？任務(wù)一2.受精階段精子穿越卵細胞膜外結(jié)構(gòu)，如透明帶釋放出多種酶，以溶解卵細胞膜外的一些結(jié)構(gòu)。精子接觸卵細胞膜透明帶反應(yīng)精子形成雄原核、卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體，形成雌原核精子入卵卵細胞膜反應(yīng)精子觸及卵細胞膜瞬間，透明帶迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來精子進入透明帶。第一道屏障精子入卵后，卵細胞膜立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。第二道屏障防多精入卵的兩個屏障雄原核雌原核第一極體第二極體2.受精階段借助自身運動（線粒體供能）雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即將開始受精完成的標志：雌雄原核形成合子受精的標志：觀察到兩個極體或雌雄原核核膜消失，形成含有兩個染色體組的合子，受精卵形成2.受精階段雄原核雌原核第一極體第二極體多數(shù)哺乳動物的第一極體不進行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體。兩個極體雌雄原核關(guān)于受精作用的四點提醒(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)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。(3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原來的核，它們是在原來細胞核的基礎(chǔ)上形成的新核，原核膜已破裂。(4)不同動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟．當達到減數(shù)分裂Ⅱ的中期時，才具備與精子受精的能力。2.受精階段哺乳動物精子和卵子發(fā)生的不同點(1)形成精子的減數(shù)分裂是連續(xù)的，場所唯一(MⅠ和MⅡ的場所都是睪丸)；而形成卵子的減數(shù)分裂是不連續(xù)的，場所不唯一(MⅠ場所在卵巢，MⅡ場所在輸卵管中)。(2)精子和卵子發(fā)生的時間不同：精子的發(fā)生是從初情期一直到生殖機能衰退；多數(shù)哺乳動物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒出生前完成的，MⅠ是在雌性動物排卵前后完成的，MⅡ是在受精過程中完成的。(3)精子的形成過程需要變形；卵細胞的形成過程不需要變形。2.受精階段胚胎早期發(fā)育二【自主學(xué)習(xí)】1.胚胎發(fā)育的場所在哪里？2.胚胎發(fā)育過程主要包括哪幾個階段？3.發(fā)育的每個階段各有何特征？二、胚胎早期發(fā)育分裂方式：有絲分裂任務(wù)二閱讀教材“胚胎早期發(fā)育”相關(guān)內(nèi)容，回答以下問題：輸卵管和子宮幼體繼續(xù)分化出生發(fā)育性成熟個體孵化卵裂期胚胎發(fā)育受精卵2細胞胚4細胞胚8細胞胚桑葚胚囊胚原腸胚受精卵開始向子宮移動，受精卵在輸卵管一邊移行，一邊進行有絲分裂，逐漸發(fā)育成胚胎?？煞譃橐韵聨讉€階段：桑椹胚、囊胚、原腸胚胚胎發(fā)育和個體發(fā)育受精卵2細胞4細胞8細胞桑葚胚囊胚卵裂(細胞未分化)1.卵裂胚胎發(fā)育早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行分裂，細胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱卵裂當卵裂產(chǎn)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。桑葚胚桑葚2.桑葚胚內(nèi)細胞團的細胞未分化，可以作為胚胎干細胞的來源。內(nèi)細胞團滋養(yǎng)層囊胚腔發(fā)育胎盤和胎膜發(fā)育胎兒的各種組織滋養(yǎng)層細胞已經(jīng)分化，將來只能分化為胎盤和胎膜。3.囊胚囊胚腔外胚層內(nèi)胚層中胚層原腸腔表皮及其附屬結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)和感官循環(huán)系統(tǒng)脊索真皮消化道上皮呼吸道上皮腺體肌肉內(nèi)臟細胞外膜泌尿系統(tǒng)生殖系統(tǒng)各種組織器官系統(tǒng)個體4.原腸胚囊胚孵化后，將發(fā)育形成_______；原腸胚表面的細胞層為_________，向內(nèi)遷移的細胞形成_______；隨著發(fā)育的進行，一部分細胞還會在內(nèi)外兩個胚層之間形成______；這三個胚層將_____________________________；原腸胚外胚層內(nèi)胚層中胚層逐漸分化形成各種組織、器官等動物種類進入子宮時發(fā)育的天數(shù)進入子宮時的發(fā)育階段小鼠3桑葚胚山羊410-16細胞綿羊3-416細胞豬2-2.54-6細胞馬6囊胚牛4-58-16細胞1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？馬的胚胎進入子宮時，發(fā)育程度最高，它處于囊胚階段不同動物受精卵發(fā)育的比較思考?討論動物種類進入子宮時發(fā)育的天數(shù)進入子宮時的發(fā)育階段小鼠3桑葚胚牛4-58-16細胞2.將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應(yīng)選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？小鼠應(yīng)選擇至少發(fā)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(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。不同動物受精卵發(fā)育的比較思考?討論3.為什么說有關(guān)動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解了哺乳動物在自然條件下受精和胚胎早期發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進行有效的模擬才使卵母細胞能在體外成熟，精子能在體外完成獲能。獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子能在試管內(nèi)完成受精。獲得的受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育。不同動物受精卵發(fā)育的比較思考?討論(1)受精的標志≠受精完成的標志：判斷受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌、雄原核的融合。(2)受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自精子的細胞核與卵細胞的細胞核(即精卵各提供1/2)，而細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。(3)卵裂時有機物總量減少的原因：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機物，而胚胎一直呼吸消耗，有機物總量減少。受精胚胎早期發(fā)育胚胎工程的理論基礎(chǔ)準備階段1—精子獲能準備階段2—卵子的準備受精卵裂桑葚胚囊胚原腸胚精子穿越卵細胞膜外的結(jié)構(gòu)精子接觸卵細胞膜精子入卵雌、雄原核形成雌、雄原核靠近核膜消失，形成受精卵本節(jié)小結(jié)1.判斷下列有關(guān)哺乳動物受精的表述是否正確。（1）在自然條件下，受精在子宮中完成。（

）（2）精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力。（

）（3）精子入卵后，卵細胞膜會發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵。（

）××√教材課后習(xí)題·概念檢測2.下列有關(guān)哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是（

）A.在桑葚胚階段，胚胎的內(nèi)部開始出現(xiàn)含有液體的腔B.胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細胞一般都具有全能性，囊胚的細胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加A教材課后習(xí)題·概念檢測1.精母細胞在變成精子的過程中，很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核與線粒體都保留了下來，請嘗試用你所了解的哺乳動物受精的相關(guān)知識來解釋這一現(xiàn)象。細胞核和線粒體都是精子的重要結(jié)構(gòu)。其中，細胞核是遺傳物質(zhì)儲存的場所，決定后代的遺傳特性，它參與受精過程。線粒體是精子進行有氧呼吸的主要場所，為精子的生存和運動提供能量。教材課后習(xí)題·拓展應(yīng)用

提示：2.精子在雌性動物的生殖道內(nèi)是如何獲能的?除了教材中介紹的，防止多精入卵的機制還有哪些?感興趣的話，請通過查閱相關(guān)資料或請教專家來進行了解。關(guān)于受精作用，你還能提出其他問題嗎?出題