【生物】胚胎工程課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)

本節(jié)聚焦:胚胎形成經(jīng)過了哪些過程？受精和早期胚胎發(fā)育的基本過程是什么？第3節(jié)胚胎工程學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)0102以過程圖的形式表示受精作用和胚胎發(fā)育的過程。（科學(xué)思維）哺乳動(dòng)物在自然條件下受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律是胚胎工程重要的理論基礎(chǔ)。闡述細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)。（生命觀念）【從社會(huì)中來】良種荷斯坦奶牛我國(guó)對(duì)奶類的總需求量很大，但與奶業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)奶牛的單產(chǎn)水平還存在一定差距。奶牛品種是影響產(chǎn)奶量的主要因素之一，而引進(jìn)一頭成年奶牛往往需要數(shù)萬(wàn)元，高昂的價(jià)格使得靠大量引進(jìn)優(yōu)良品種來提高產(chǎn)量不太可行。能不能讓引進(jìn)的優(yōu)良奶牛快速、大量繁殖呢？遺憾的是，牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。如何解決這個(gè)難題呢？利用胚胎工程技術(shù)：包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。教材P56胚胎工程概述胚胎工程是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。1.操作對(duì)象：2.技術(shù)種類：3.工程實(shí)質(zhì)：4.理論基礎(chǔ)：①動(dòng)物生殖細(xì)胞②受精卵③早期胚胎細(xì)胞①體外受精②胚胎移植③胚胎分割哺乳動(dòng)物（體內(nèi)）受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。課本P56精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞精子減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ知識(shí)回顧：精子的形成過程（整個(gè)過程連續(xù)進(jìn)行，不間斷）場(chǎng)所：在雄性動(dòng)物的

內(nèi)完成。睪丸的曲細(xì)精管卵子分裂過程不連續(xù)，有兩次暫停MⅠ期：MⅡ期：精卵結(jié)合過程中完成的（輸卵管）一般在排卵前后完成（卵巢）知識(shí)回顧：卵細(xì)胞的形成過程1.受精的定義？包括幾個(gè)階段？受精的場(chǎng)所？2.什么是精子獲能？精子獲能是指精子獲得能量嗎？獲能的方法？3.排出的卵子是成熟的卵細(xì)胞嗎？卵子成熟的場(chǎng)所？卵子發(fā)育至哪個(gè)時(shí)期才具備受精的能力？2.卵子的發(fā)生3.受精作用囊胚4.胚胎發(fā)育1.精子的發(fā)生受精卵每個(gè)生命的誕生，都始于一顆精子和一顆卵子的相遇。精卵結(jié)合的過程是什么？請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P56-57，思考并回答下列問題：

【受精】(fertilization)指精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。1.概念:3.過程:1.準(zhǔn)備階段2.受精階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備2.場(chǎng)所:輸卵管一、受精細(xì)胞膜的功能：進(jìn)行細(xì)胞間信息交流細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性課本P56（2）獲能的方法①直接利用

使精子獲能；②將精子培養(yǎng)在

中使其獲能；二受精作用胚胎工程理論基礎(chǔ)準(zhǔn)備階段1：

精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備（1）機(jī)理：

剛排出的精子

（“有”或“無”）受精能力，

必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。

卵子要在

內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期（MⅡ期）時(shí)，才具備與精子受精的能力。準(zhǔn)備階段雌性動(dòng)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。無輸卵管自然狀態(tài)下，“排卵”其實(shí)排出的是

（“卵母細(xì)胞”或“卵細(xì)胞”）若成功受精，卵子會(huì)完成減數(shù)分裂。若不能受精，則保留此狀態(tài)約48小時(shí)后死亡。有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，如馬、犬等；有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，如豬、羊等。精子獲能機(jī)制的意義？實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)物在體外條件下的獲能，為

的建立奠定了基礎(chǔ)。體外受精技術(shù)課本P56-57（一）受精前的準(zhǔn)備階段精子由哪些部分組成?精子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能有什么相關(guān)性?頭頸線粒體鞘尾*不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動(dòng)物的體型大小無關(guān)1.準(zhǔn)備階段Ⅰ——精子獲能細(xì)胞核遺傳物質(zhì)的儲(chǔ)存場(chǎng)所線粒體為生存和運(yùn)動(dòng)提供能量中心體頂體高爾基體課本P59拓展1細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)原生質(zhì)滴最后脫落課本P57圖2-19（二）受精階段一、受精閱讀教材57頁(yè)“受精階段”部分的內(nèi)容，思考回答以下問題。1.受精時(shí)，精子依次穿過了哪些結(jié)構(gòu)?2.防止多精人卵的機(jī)制有哪些?3.精子人卵后，它的結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化?4.卵細(xì)胞受精的標(biāo)志是什么？受精完成的標(biāo)志是什么？具備受精作用的卵子（二）受精階段--輸卵管一、受精雄原核雌原核第一極體第二極體

①精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)，如透明帶精子釋放多種酶，溶解膜外結(jié)構(gòu)

②精子接觸卵細(xì)胞膜a.透明帶反應(yīng)精子觸及卵細(xì)胞的瞬間，透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶③精子入卵

④雌、雄原核形成b.卵細(xì)胞膜反應(yīng)精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)①卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體，形成雌原核②精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個(gè)新的核膜，最后形成一個(gè)比原來精子的核還大的核——雄原核防止多精入卵的兩個(gè)屏障課本P57圖2-20（二）受精階段--輸卵管一、受精雄原核雌原核第一極體第二極體核膜消失，形成含有兩個(gè)染色體組的合子，受精卵形成兩個(gè)極體雌雄原核受精標(biāo)志受精的標(biāo)志：觀察到兩個(gè)極體或雌雄原核受精完成的標(biāo)志：雌雄原核的融合⑤雌、雄原核靠近⑥核膜消失，第一次卵裂即將開始課本P57圖2-20P58相關(guān)信息：多數(shù)哺乳動(dòng)物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會(huì)形成兩個(gè)第二極體。觀察到的兩個(gè)極體為一個(gè)是第一極體，一個(gè)是第二極體。受精:輸卵管精子獲能受精前的準(zhǔn)備卵子準(zhǔn)備剛排出的精子必需在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力，這一現(xiàn)象稱為“精子獲能”卵子排出后需要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，到MⅡ期，才具備與精子受精的能力精子獲能的方法：利用雌性動(dòng)物的生殖道；將精子培養(yǎng)到獲能液（Ca2+載體、肝素等）中使其獲能①精子穿過卵細(xì)胞外結(jié)構(gòu)②精子接觸卵細(xì)胞膜③精子入卵④雄、雌原核形成⑤雌雄原核靠近⑥核膜消失小結(jié)小結(jié)：（1）阻止多精入卵的兩道屏障：

第一道：

時(shí)間：

；

第二道：

時(shí)間：

。

（2）兩個(gè)標(biāo)志：

受精標(biāo)志：

；

受精完成標(biāo)志：

。（3）精子與卵細(xì)胞的結(jié)合，體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有

的功能？體現(xiàn)了細(xì)胞膜什么特性？

。精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間精子入卵后透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核雌、雄原核融合，形成合子（受精卵）受精階段進(jìn)行細(xì)胞間信息交流細(xì)胞膜的流動(dòng)性意義：維持每種生物前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定未受精已受精已完成受精【例1】下列過程發(fā)生在受精過程中的是()①精子與卵子接觸,釋放多種酶②精子釋放的酶可使精子穿過透明帶、卵細(xì)胞膜③卵子恢復(fù)分裂并很快完成了減數(shù)分裂Ⅰ④精子和卵子的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌原核⑤透明帶反應(yīng)可以防止多精入卵的發(fā)生A.①②⑤

B.①④⑤C.②③④ D.②④⑤【例2】下列有關(guān)受精作用的敘述,錯(cuò)誤的是()A.合子中全部的遺傳物質(zhì),一半來自父方,一半來自母方B.受精時(shí),精子和卵子的染色體匯合在一起C.合子中的染色體數(shù)與本物種體細(xì)胞中的染色體數(shù)相同D.合子中的染色體,一半來自父方,一半來自母方金版學(xué)案P65BA人卵細(xì)胞受精到受精卵卵裂后植入的過程自主閱讀課本P58，回答以下問題1.胚胎發(fā)育的場(chǎng)所在哪里？2.胚胎發(fā)育過程主要包括哪幾個(gè)階段？3.發(fā)育的每個(gè)階段各有什么特征？二.胚胎早期發(fā)育二、胚胎早期發(fā)育1.場(chǎng)所2.方式3.過程輸卵管內(nèi)有絲分裂卵裂(細(xì)胞未分化)①受精卵②桑葚胚③囊胚④原腸胚卵裂課本P58圖2-21胚胎早期發(fā)育4.主要階段

①受

精

卵②桑

葚

胚③囊

胚④原

腸

胚卵裂（一）卵裂（期）(1)概念：胚胎發(fā)育早期，有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行分裂，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。(2)場(chǎng)所：透明帶內(nèi)(3)分裂方式：有絲分裂(4)特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)量不斷

，胚胎總體積

。并不增加增加8細(xì)胞4細(xì)胞2細(xì)胞受精卵桑葚胚閱讀課本P58第一段項(xiàng)目變化細(xì)胞數(shù)目每個(gè)細(xì)胞體積DNA總量每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的DNA總量有機(jī)物總量物質(zhì)種類胚胎早期發(fā)育【問題探究】請(qǐng)分析受精卵早期分裂時(shí)，胚胎中細(xì)胞或物質(zhì)的變化規(guī)律，完成下表：增多減小增多不變減少增多8細(xì)胞4細(xì)胞2細(xì)胞受精卵桑葚胚卵裂期胚胎早期發(fā)育3.主要階段:①受

精

卵②桑

葚

胚③囊

胚④原

腸

胚卵裂（二）桑葚胚特點(diǎn)：這一階段及之前的每一個(gè)細(xì)胞均未分化，都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能干細(xì)胞(未分化)

當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚時(shí)，這時(shí)的胚胎稱為桑葚胚。桑葚胚閱讀課本P58第二段（三）囊胚細(xì)胞開始分化①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)②滋養(yǎng)層細(xì)胞③囊胚腔——發(fā)育成胎兒的各種組織——發(fā)育成胎膜和胎盤①內(nèi)細(xì)胞團(tuán)②囊胚腔③滋養(yǎng)層透明帶具有全能性，屬于全能細(xì)胞囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來的過程。非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。①特點(diǎn)：②結(jié)構(gòu)：③孵化：——含有液體注意：孵化時(shí)或剛孵化出的胚胎都處于囊胚期胚胎早期發(fā)育①受

精

卵②桑

葚

胚③囊

胚④原

腸

胚卵裂4.主要階段

閱讀課本P58第三、四段內(nèi)胚層中胚層囊胚孵化后，將發(fā)育形成_______；原腸胚表面的細(xì)胞層為_________，向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成_______；隨著發(fā)育的進(jìn)行，一部分細(xì)胞還會(huì)在內(nèi)外兩個(gè)胚層之間形成______；這三個(gè)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、器官等外胚層4.原腸胚(期)閱讀課本P58最后一段1.下列細(xì)胞，哪一個(gè)為受精的標(biāo)志（）C2.孵化發(fā)生的時(shí)期是（）A卵裂期B桑葚胚C囊胚期D原腸胚C2.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述，錯(cuò)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(xì)胞是一類未分化的細(xì)胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細(xì)胞一般都具有全能性，囊胚的細(xì)胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時(shí)，胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加1.判斷下列有關(guān)哺乳動(dòng)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(xì)胞膜會(huì)發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵。（）練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)A課本P59【問題探究4】下圖表示哺乳動(dòng)物胚胎早期發(fā)育過程的幾個(gè)階段，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。（1）寫出各個(gè)階段的名稱：A.

；B.

；C.

。（2）寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱：[①]

；[②]

；[③]

；[④]

。其中②能發(fā)育為胎兒的各種組織，表明其仍具有

。（3）A階段的細(xì)胞具有發(fā)育上的全能性，B階段的細(xì)胞開始出現(xiàn)

，C階段開始出現(xiàn)

。桑葚胚囊胚原腸胚滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)透明帶囊胚腔全能性分化三個(gè)胚層課后作業(yè)：課時(shí)評(píng)價(jià)（十）【例3】下列關(guān)于哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述,正確的是()A.合子形成后立即進(jìn)入子宮內(nèi)進(jìn)行有絲分裂B.卵裂時(shí)隨著細(xì)胞數(shù)目的增加,胚胎總體積增大C.桑葚胚階段前的每個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞D.內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎盤和胎膜【例4】下圖為哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的過程示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.過程a和b使胚胎中有機(jī)物的含量減少B.Ⅰ時(shí)期胚胎中的細(xì)胞具有全能性C.細(xì)胞分化開始于Ⅲ時(shí)期D.圖示過程中,部分細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)可能發(fā)生改變金版學(xué)案P65CC3.5min小結(jié)and拓展：胚胎發(fā)育vs個(gè)體發(fā)育全能細(xì)胞細(xì)胞分化幼體繼續(xù)分化出生發(fā)育性成熟個(gè)體孵化卵裂期胚胎發(fā)育胚后發(fā)育個(gè)體發(fā)育內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞囊胚腔外胚層中胚層內(nèi)胚層（原腸腔）【思考?討論】不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較不同動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間有明顯的差異。請(qǐng)分析下表，討論相關(guān)問題。幾種動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間動(dòng)物種類受精卵發(fā)育的時(shí)間/h進(jìn)入子宮時(shí)受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞16細(xì)胞桑葚胚天發(fā)育階段小鼠24~3838~5050~6060~7068~803桑葚胚綿羊36~38424867~72963~416細(xì)胞豬21~5151~6666~7290~110110~1142~2.54~6細(xì)胞馬2430~3650~607298~1066囊胚牛27~4244~6546~9096~1