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国家统计局数据显示，我国结婚登记女性的年龄占比中，35岁及以上非最佳育龄妇女的占比正逐年增加。晚婚晚育与不孕不育增加的趋势也高度重合。目前，我国育龄夫妇的不孕不育率已经攀升至约12%-18%。这些夫妇特别想要一个自已的孩子，有什么好的建议能让他们实现心愿么？
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。拥有人气明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg（305天）。引进一头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率很低，一生约生育四五次。你有什么方案可以实现荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？
模拟有性生殖，进行体外受精，培育试管动物。
核移植技术进行克隆
试管婴儿
1988年3月10日，当张丽珠教授手托婴儿头、取出婴儿时，一阵清脆的婴儿啼哭声把医护人员震得心花怒放。
张丽珠和长大后的郑萌珠合影
试管婴儿
2.3 胚胎工程
1.概念：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
胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
2.3.1胚胎工程的理论基础
本节聚焦：
胚胎形成经过了哪些过程？
受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？
受精
：指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
1.概念
3.过程
2.场所
：输卵管
准备阶段
受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
一
受精前的准备阶段
思考1：精子的结构特性与其功能有什么相关性？
思考2：图中卵子处在减数分裂哪个阶段？
线粒体鞘→精子运动提供能量；
头部→遗传物质储存场所
MII期
次级卵母细胞
受精
一
准备阶段:精子获能
准备阶段:卵子的准备
思考3：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？
①精子：获能处理；②卵子：成熟培养
受精阶段
自主阅读课本P58“受精阶段”文字部分，回答以下问题
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？这有什么意义？
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
4.卵细胞受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？
受精
一
受精阶段
两个极体
雌雄原核
受精标志
受精
一
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
胚胎早期发育
二
卵裂期
细胞数目达到32个，排列紧密，形似桑椹。每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
胚胎早期发育
二
早期胚胎发育的起始场所在输卵管，在透明带内进行有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积不增加。
项目 变化
细胞数目
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
物质种类
增多
减小
增多
不变
减少
增多
卵裂期
细胞开始出现分化
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
滋养层将来发育成胎盘和胎膜
囊胚进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔。囊胚进一步扩大会导致透明带破裂破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
卵裂期
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
胚胎早期发育
二
囊胚
囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
卵裂期
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
胚胎早期发育
二
原肠胚
原肠胚三胚层的发育
外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统
内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
胚胎早期发育
二
拓展了解——胚胎发育和个体发育
动物 种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑装胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38 50 50 60 60 70 68 80 3 桑建胚
绵羊 36~38 42 48 67 72 96 3~4 16细胞
猪 21 51 51-66 66~72 90-110 110-114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30 36 50 60 72 98-106 6 囊胚
牛 27~42 44 65 46 90 96-120 120-144 4 5 8~ 16细胞
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题。几种动物受精卵发育及其进入子宫的时间表。
不同动物受精卵发育的比较
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
二
讨论1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
讨论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？
讨论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。
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育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，才使卵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。
比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在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，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
【课堂小结】
受精
早期胚胎发育
受精前的准备
精子和卵子的结构
受精的过程
精子穿越透明带
囊胚
原肠胚
精子进入细胞膜
雌雄原核的形成
核膜重构成受精卵
卵裂
桑葚胚
胚胎工程的理论基础
练习与应用
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
（2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。（ ）
（3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（ ）
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
×
×
√
A
概念检测
练习与应用
1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗
提示：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
提示：出题的目的不是让学生准确地答出精子获能的机制和防止多精入卵的具体机制，而是鼓励有兴趣的学生去查阅资料或请教专家，并引导他们去查阅相对专业的书籍，这是学习的深入过程。这里涉及的问题，在普通生物学或者一般的细胞工程专著中可能找不到答案，需要查阅生殖生物学相关书籍。通过查阅专业资料，学生能了解到，精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
拓展应用

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