资源简介

(共27张PPT)
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞核移植
早期胚胎
激活重构胚
重构胚
通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
去核的卵母细胞
通过显微操作 去核
供体细胞培养
高产奶牛（供体）
从供体身体上取体细胞
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
体细胞核移植流程
复习回顾
第二章 细胞工程
第三节 胚胎工程
3.1胚胎工程的理论基础
细胞核
卵细胞膜
阅读课本P56-58，思考以下问题：
1.什么是胚胎工程？胚胎工程技术包括哪些？
2.精子由哪些部分组成？
3.受精前，精子和卵子要做什么准备？
4.受精时，精子依次穿过了哪些结构？
5.防止多精入卵的两道屏障是什么？这有什么意义？
6.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
7.受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？
8.胚胎发育的场所在哪里？
9.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段？
10.发育的每个阶段各有何特征？
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、胚胎移植和胚胎分割等。
胚胎工程
1.操作对象：
2.技术种类：
3.工程实质：
4.理论基础：
动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
哺乳动物（体内）受精和早期胚胎发育的规律。
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。
细胞膜的功能：
进行细胞间信息交流
受精
定义
阶段
指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
受精前的准备阶段
受精阶段
准备阶段1——精子获能
准备阶段2——卵子的准备
场所
输卵管内
一、受精
细胞膜特性：
具有一定的流动性
科学研究发现，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，这一生理现象称为“精子获能”。
精子获能的方法：
①直接利用雌性动物的生殖道
②培养在人工配制的获能液
准备阶段1——精子获能
一、受精
获能液成分因动物种类不同而有差异；常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了重要基础。
研究精子获能机制的意义：
一、受精
准备阶段2——卵子的准备
自然状态下，“排卵”其实排出的是卵母细胞
在输卵管进一步成熟到MⅡ期，才具备受精能力
胚胎性别分化后形成卵泡。
一、受精
受精阶段
获能后的精子与卵子在输卵管相遇
精子释放多种酶（如顶体酶），发生顶体反应，溶解卵细胞膜外的一些结构，如透明带
精子借助自身运动，接触卵细胞膜，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
顶体反应
精子外膜与卵细胞膜融合，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。
卵细胞膜发生生理反应
防止多精入卵的第一个屏障
防止多精入卵的第二个屏障
意义：保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
一、受精
受精阶段
雄原核
雌原核
第一极体
放出第二极体
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
雄原核的形成
雌原核的形成
精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。
发生场所：输卵管
发生时间：精子入卵激活后
受精的标志：
观察到两个极体或者雌雄原核
P58 相关信息
一、受精
受精阶段
雌、雄原核充分发育
核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成
相向移动，彼此靠近
受精完成的标志：
雌雄原核形成合子
雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
注意
　课堂练习　
(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管(　　)
(2)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用(　　)
(3)受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子(　　)
(4)动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力(　　)
√
判断下列是否正误
×
√
×
观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：
(1)图中a、b、c表示细胞分裂，依次为 ，
在精子与卵子结合过程中完成的分裂是 (填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是 。c过程发生的场所为 。
有丝分裂、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ
c
透明带、卵细胞膜
输卵管
(2)卵子成熟后，即可进行受精，判断卵子受精的标志是______________
_________________________。
可以观察到两个
极体(或观察到雌、雄原核)
　课堂练习　
1.哺乳动物的受精在 内完成。
2.排出的精子需经过 （生理现象）后才有受精的能力；
排出的卵子需要在 内进一步成熟到 期，才具备受精的能力；
因此，体外受精前精子要进行 ，卵子要进行 。
3.受精阶段阻止多精入卵的两道屏障是？
4.卵细胞受精的标志：
受精完成的标志：
观察到两个极体或者雌、雄原核
受精完成标志：雌、雌原核融合
输卵管
精子获能
输卵管
MⅡ
获能处理
成熟培养
透明带反应、卵细胞膜反应
背诵检测
二、胚胎早期发育
1.场所
2.方式
3.过程
输卵管内
有丝分裂
卵裂
(细胞未分化)
二、胚胎早期发育
卵裂（期）
受精卵→桑葚胚
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
胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加，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。
桑葚胚
二、胚胎早期发育
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。桑葚胚通常有32个细胞左右。
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，属于全能细胞。（未分化）
特点
桑葚胚
二、胚胎早期发育
囊 胚
内细胞团
囊胚腔
滋养层
透明带
①胚胎进一步发育，细胞逐渐 。
分化
②聚集在胚胎一端的细胞形成 ，将来发育成 。
内细胞团
胎儿的各种组织
③沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为 细胞，它们将来发育成 。
滋养层
胎膜和胎盘
④胚胎内部出现了含有液体的腔—— 。
囊胚腔
⑤囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。
透明带
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
二、胚胎早期发育
原肠胚
囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。
原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。
随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。
这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等，最终形成胎儿。
特别提醒
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化限度最大的阶段，但细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中。
2.桑葚胚及以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期。
3.桑葚胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。
4.卵裂期和桑葚胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。
②囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞（以后发育成胎盘、胎膜，与母体建立联系）从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。
判断下列是否正误
　课堂练习　
（1）胚胎发育早期的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂 （ 　　）
（2）囊胚的滋养层细胞具有全能性 （　 　）
（3）胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期 （　　 ）
（4）囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜 （　 　）
（5）胚胎发育的场所是输卵管 （　 　）
内细胞团
囊胚期
滋养层细胞
输卵管和子宫
思考·讨论
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 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 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4 10~16细胞
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
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。
受精
精子获能
受精前的准备
卵子准备
MⅡ期具备受精能力
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
精子穿过卵细胞外结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核
雌雄原核靠近
核膜消失
桑葚胚
受精卵
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
囊胚
原肠胚
卵裂
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
孵化
内细胞团
滋养层
组成个体的各种组织细胞
胎盘、胎膜等胚外组织细胞
外胚层内胚层中胚层
课堂小结
(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。 ( )
×
×
√
一、概念检测
练习与应用
1. 判断下列有关哺乳动物的表述是否正确。
一、概念检测
2. 下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是 ( )
A. 在桑椹胚阶段，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. 桑椹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
练习与应用
√
二、拓展应用
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。
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。
练习与应用
二、拓展应用
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：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。
练习与应用

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