资源简介

(共30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
动物细胞融合
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？
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
1988年我国首例试管婴儿诞生
“试管婴儿” 技术过程：
第一步：体外受精
第二步：胚胎的早期培养
第三步：胚胎移植
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相
比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影
响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要
数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量
不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢
遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头.
犊牛，一生生育四五次。如何解决这个难题呢
【问题探讨】
哺乳动物自身繁殖率低
畜牧业上需要快速大量繁殖良种家畜
短内时间内可产生大量后代
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢 遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生生育四五次。如何解决这个难题呢
结合材料分析，为什么要进行胚胎工程？
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.受精前，精子和卵子要做什么准备？
3.精子“获能”的途径有哪些？
4.精子由哪些部分组成？
5.成熟的卵细胞的结构有哪些？
概念：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。
体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作对象：
技术手段：
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
工程实质：
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。
理论基础：
哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律。
【胚胎工程】
【受精】(fertilization)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:
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
2.场所:
输卵管
一、受精
细胞膜的功能：
进行细胞间信息交流
细胞膜特性：
具有一定的流动性
①概念：
刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。
②使精子获能的方法
1、直接利用雌性动物的生殖道使精子获能
2、将精子培养在人工配制的获能液中使其获能
获能液中常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。
准备阶段1——精子获能
③研究精子获能机制的意义
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。
注：精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
MⅡ
精原细胞（n→2n）
精子
（n）
初级精母细胞 （2n）
MⅠ
次级精母细胞 （n）
精细胞
（n）
变形
成熟精子和几种主要家畜的精子示意图
顶体
细胞内其他物质→原生质滴最后脱落
（中心体）
（线粒体）
（高尔基体）
遗传物质的储存场所
为生存和运动提供能量
1. 精子产生场所：
睾丸（曲细精管）
2. 过程:
3. 成熟精子的结构
不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。
① 卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入
② 动物排出的卵子成熟程度不同：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。
③ 卵子成熟的场所：
都要在输卵管内进一步成熟
④ 卵子具备与精子受精能力的时期：MⅡ期
准备阶段2——卵子的准备
具备受精能力的卵子结构
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
自然状态下，“排卵”其实排出的是卵母细胞
若成功受精，卵子会完成减数分裂。
若不能受精，则保留此状态约48小时后死亡。
⑤卵子形成场所：卵巢
卵子分裂过程不连续，有两次暂停
减Ⅰ期：
减Ⅱ期：
精卵结合过程中完成的（输卵管）
一般在排卵前后完成（卵巢）
细胞核
卵细胞膜
阅读课本P57，思考以下问题：
1.防止多精入卵的两道屏障是什么？这有什么意义？
2.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
3.受精的标志是什么？受精完成的标志是什么？
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
具备受精能力的卵子结构
①精子穿越卵细胞膜外的结构
（如透明带）
释放出多种酶（如顶体酶），以溶解这些结构
透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
②精子触及卵细胞膜的瞬间
阻止多精入卵的第一道屏障
受精阶段
透明带反应
卵细胞膜立即发生生理反应，
拒绝其他精子再进入卵内。
③精子入卵后
阻止多精入卵的第二道屏障
精子尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核。
被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。
卵子受精标志：
观察到两个极体
或者雌、雄原核
④雌、雄原核形成
相关信息：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会再形成两个第二极体。
卵细胞膜反应
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
观察到的两个极体为一个是第一极体，一个是第二极体。
受精阶段
⑤雌、雄原核靠近
核膜消失、
第一次卵裂即将开始。
⑤雌、雄原核融合、形成受精卵
受精完成的标志
受精阶段
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。
小结：
（1）阻止多精入卵的两道屏障：
第一道： 时间： ；
第二道： 时间： 。
（2）两个标志：
受精标志： ；
受精完成标志： 。
（3）精子与卵细胞的结合，
体现了细胞膜具有 的功能？
体现了细胞膜什么特性？ 。
精子触及卵细胞膜的瞬间
精子入卵后
透明带反应
卵细胞膜反应
观察到两个极体或者雌、雄原核
雌、雄原核融合，形成合子（受精卵）
受精阶段
进行细胞间信息交流
细胞膜的流动性
维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定
未受精
已受精
已完成受精
细胞核
卵细胞膜
阅读课本P58，思考以下问题：
1.胚胎发育的场所在哪里？
2.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段？
3.发育的每个阶段各有何特征？
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)
胚胎早期发育
课本P58
4.主要阶段
受 精 卵
桑 葚 胚
囊 胚
原 肠 胚
卵裂
（一）卵裂（期）
(1)概念：
胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
(2)场所：
透明带内
(3)分裂方式：
有丝分裂
(4)特点：
细胞数量不断 ，胚胎总体积 。
并不增加
增加
8 细胞
4 细胞
2 细胞
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
胚胎早期发育
课本P58
【问题探究】请分析受精卵早期分裂时，胚胎中细胞或物质的变化规律，完成下表：
增多
减小
增多
不变
减少
增多
8 细胞
4 细胞
2 细胞
受精卵
桑葚胚
卵
裂
期
胚胎早期发育
课本P58
4.主要阶段:
受 精 卵
桑 葚 胚
囊 胚
原 肠 胚
卵裂
（二）桑葚胚
特点：
这一阶段及之前的每一个细胞均未分化，都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞(未分化)
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。
桑葚胚
（三）囊胚
细胞开始分化
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
——发育成胎儿的各种组织
——发育成胎膜和胎盘
内细胞团
囊胚腔
滋养层
透明带
具有全能性，属于全能细胞
囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
①特点：
②结构：
③孵化：
——含有液体
注意：孵化时或刚孵化出的胚胎都处于囊胚期
胚胎早期发育
受 精 卵
桑 葚 胚
囊 胚
原 肠 胚
卵裂
4.主要阶段
（四）原肠胚
出现胚层分化
①特点：
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
中胚层：
外胚层：
内胚层：
②结构：
逐渐分化形成各种组织、器官等
胚胎早期发育
受 精 卵
桑 葚 胚
囊 胚
原 肠 胚
卵裂
4.主要阶段
拓展了解——胚胎发育和个体发育
全能细胞
细胞分化
幼体
继续分化
出生发育
性成熟个体
孵化
卵裂期
胚胎发育
个体发育
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
（原肠腔）
不同动物受精卵发育的比较
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(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)
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 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
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
思考·讨论 P59
1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
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。
不同动物受精卵发育的比较
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 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
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
思考·讨论 P59
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？
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。
受精
胚胎早期发育
胚胎工程的理论基础
准备阶段1—精子获能
准备阶段2—卵子的准备
受精
卵裂
桑葚胚
囊胚
原肠胚
精子穿越卵细胞膜外的结构
精子接触卵细胞膜
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
总结
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。
二、拓展应用
练习与应用(P59)
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
下图表示哺乳动物胚胎早期发育过程的几个阶段，请据图回答问题
（1）写出各个阶段的名称：A. ；B. ；C. 。
（2）写出图中各标号的名称：[①] ；[②] ；[③] ；[④] 。
其中②能发育为胎儿的各种组织，表明其仍具有 。
（3）A阶段的细胞具有发育上的全能性，B阶段的细胞开始出现 ，B时期中的①将来发育成______________，该胚进一步扩大，导致③的破裂，这一过程叫做_______。
桑葚胚
囊胚
原肠胚
滋养层
内细胞团
透明带
囊胚腔
全能性
分化
胎盘和胎膜
孵化
1.下列细胞，哪一个为受精的标志（ ）
C
2.孵化发生的时期是（ ）
A 卵裂期 B 桑葚胚 C 囊胚期 D 原肠胚
C

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