人教版高中生物选修3课件：专题三胚胎工程(选修三).pptx

1、19781978年年7 7月月2626日，世界上第一个试管日，世界上第一个试管婴儿路易斯在英国出生，至今，全世婴儿路易斯在英国出生，至今，全世界已有约三百多万个试管婴儿出生！界已有约三百多万个试管婴儿出生！19881988年年3 3月月1010日我国首例试管婴儿日我国首例试管婴儿试管婴儿是不是在试管试管婴儿是不是在试管中长出一个胎儿呢？中长出一个胎儿呢？操作对象：操作对象：技术手段：技术手段：理论基础：理论基础：操作目的：操作目的：早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎哺乳动物的受精卵和

2、早期胚胎的发育规律的发育规律 生产后代，满足人类需求生产后代，满足人类需求专题三胚胎工程专题三胚胎工程1 1、精子发生的场所精子发生的场所?3 3、精子发生的过程分几个阶段？这几个阶段连续吗？精子发生的过程分几个阶段？这几个阶段连续吗？2 2、精子发生的时间？、精子发生的时间？一一.精子和卵子的发生精子和卵子的发生（1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸（2 2）时间：）时间：初情期初情期生殖机能衰老生殖机能衰老1.1.精子的发生精子的发生精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精 子M第二阶段减数分裂第三阶段细胞变形M多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形（3）精子发生的过

3、程精细胞变形成精子精细胞变形成精子2.2.卵子的发生卵子的发生(1)(1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢(2)(2)时间：时间：M是在雌性动物排卵前后完成；是在雌性动物排卵前后完成；M是在精子和卵子结合的过程完成的。是在精子和卵子结合的过程完成的。减数第一次分裂在什么时间完成？减数第一次分裂在什么时间完成？减数第二次分裂在什么时间完成？减数第二次分裂在什么时间完成？排卵发生在什么时间？排卵发生在什么时间？排卵前后排卵前后受精过程中受精过程中M 前后前后在什么场所完成在什么场所完成？卵巢或输卵管卵巢或输卵管在什么场所完成在什么场所完成？输卵管输卵管受精发生在什么场所？受精发生在什么场所？输卵管输卵

4、管在卵黄膜和透明带间隙有在卵黄膜和透明带间隙有两个极体两个极体是卵是卵子是否受精的重要标志子是否受精的重要标志思考：思考：1.卵子是否受精的重要标志是什么？卵子是否受精的重要标志是什么？减数第二次分裂过程是在减数第二次分裂过程是在输卵管输卵管中中3.排出的卵子是什么时期的细胞？排出的卵子是什么时期的细胞？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？项目项

5、目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生区别区别处所处所时间时间过程特点过程特点结果结果是否变形是否变形重要区别重要区别相同点相同点睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输卵管初情期后初情期后胎儿时期、初情期后胎儿时期、初情期后连续的，需变连续的，需变形；细胞质均形；细胞质均等分配等分配 MM是不连续的，是不连续的，不需变形；细胞质不均不需变形；细胞质不均等分配等分配4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3个极体个极体需要需要不需要不需要发生的时期和场所发生的时期和场所原始生殖细胞的增殖为有丝分裂原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细

6、胞成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半中染色体数目减半二、受精1、概念:2、标志:3、场所:1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。2、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在输卵管内完成的。（一）受精前的准备阶段（一）受精前的准备阶段:准备阶段准备阶段1精子获能精子获能1、精子获能是什么样的生理现象？、精子获能是什么样的生理现象？2、发现精子获能现象的科学家是谁？、发现精子获能现象的科学家是谁？准备阶段准备阶段2卵子的准备卵子的准备1、刚排出的卵子是初级卵母细胞还是、刚排出的卵子是初级卵母细胞还是次级卵母细胞？次级卵母细胞？2、刚

7、排出卵子具备受精能力吗？什么、刚排出卵子具备受精能力吗？什么时期的细胞才能受精？时期的细胞才能受精？一一)受精前的准备阶段受精前的准备阶段:1)1)精子获能精子获能:精子必须在雌性动物的精子必须在雌性动物的生殖道生殖道发生相应的生理变化后发生相应的生理变化后,才获得受精能力才获得受精能力的生理现象的生理现象.2)2)卵子的准备卵子的准备:在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二减数第二次分裂的中期次分裂的中期,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力二二)受精阶段受精阶段1)1)精子穿越放射冠精子穿越放射冠3)3)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜4)4)原核形成原核形成5)5)配子结合配子结合

8、2)2)精子穿越透明带精子穿越透明带1.穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。先穿放射冠。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子三三.胚胎发育胚胎发育http:/ （）A、卵巢、卵巢 卵巢卵巢 B、卵巢、卵巢 输卵管输卵管 C、输卵管输卵管 输卵管输卵管 D、输卵管、输卵管 子宫子宫4、下列不是精子、卵子发生的区别是、下列不是精子、卵子发生的区别是（）A、初级精母、卵母细胞形成时间、初级精母、卵母细胞形成时间 B、M分裂和分裂和M分裂的时间连续性分裂的时间连续性 C、成熟生殖细胞是否经过变形、成熟生

9、殖细胞是否经过变形 D、成熟生殖细胞中染色体的数量、成熟生殖细胞中染色体的数量CD1精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）顶体反应顶体反应 透明带反应透明带反应 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用 精子穿越放射冠精子穿越放射冠 A B C D 2在受精过程中在受精过程中 （）（）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂 精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核精子和卵细胞的细

10、胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生 ABCDBB当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期 D.减数第二次分裂结束成熟关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是()(多选)A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。（09海南卷）海南卷）26.（18分）（选修模块分）（选修模块3：现代生

11、：现代生物科技专题）物科技专题）请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：题：（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的的顶体，顶体内含有的 能协助精子穿过能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。卵母细胞的放射冠和透明带。（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于此时卵子处于 卵母细胞阶段，当该细胞发卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂育至减数第二次分裂 期时，才具备受精能期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则

12、力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明表明 过程已完成。过程已完成。顶体酶顶体酶 初级初级 中中受精受精 （3）动物的早期胚胎移植到同种且）动物的早期胚胎移植到同种且 与供与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用胚胎，常用 激素对供体进行处理，其目的激素对供体进行处理，其目的是获得更多的是获得更多的 ，经人工受精后可得到早期，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是时

13、，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜活细胞膜 。（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行期阶段的早期胚胎进行 处理，再植入到受处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于其置于 条件下。条件下。生理状态生理状态 促性腺促性腺 卵母细胞卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性（对物质的吸收具有选择透过性（2分分）胚胎分割胚胎分割 冷冻（或液氮）冷冻（或液氮）3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期

14、胚胎发育选修选修3 3现代生物技术专题现代生物技术专题 专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程胚胎工程胚胎工程 胚胎工程胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。以满足人类的各种需求。操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段：技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎胚胎

15、移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等干细胞培养等理论基础：理论基础：哺乳动物的体内受精和早期胚胎的发育哺乳动物的体内受精和早期胚胎的发育规律规律(一一)精子的发生精子的发生2 2、时间：、时间：3 3、过程：、过程：从从初情期初情期开始直到开始直到生殖功能衰退生殖功能衰退发生的过程大体可分为发生的过程大体可分为三个阶段三个阶段一、精子和卵子的发生一、精子和卵子的发生1 1、部位：、部位：睾丸的曲细精管睾丸的曲细精管内内精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生

16、的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形2N2N2N2N2N2NN NN NN N精细胞变形成精子的过程精细胞变形成精子的过程 变为精子头部的主变为精子头部的主要部分；要部分；发育为头部的顶发育为头部的顶体；体；演变为精子的尾；演变为精子的尾；聚集在尾的基部形聚集在尾的基部形成线粒体鞘；成线粒体鞘；其它物质浓缩成其它物质浓缩成 (球形球形)，随精子的成熟向，随精子的成熟向尾部移动，最后脱落。尾部移动，最后脱落。细胞核细胞核高尔基体高尔基体中心体中心体线粒体线粒体原生质滴原生质滴精子的形态精子的形态（1 1）外形似）外形似 ，分，分 、三大部分。、三大部分。（2 2）不同

17、种动物精子的形态）不同种动物精子的形态 ，大小略有，大小略有 ，与动物，与动物的体形大小的体形大小 。相似相似无关无关头头颈颈尾尾蝌蚪蝌蚪不同不同 不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）

18、的精子只剩百余个，与卵子达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。完成受精的只有一个。1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？费吗？怎样理解这一现象？问题讨论问题讨论 细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。制中心。线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子线粒体则是有氧呼吸产

19、生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的持生存和运动能量的“动力工厂动力工厂”。2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？（二）卵子的发生（二）卵子的发生2 2、时间：、时间：1 1、部位：、部位：卵巢卵巢卵泡的形成和在卵泡的形成和在卵巢内的储备，卵巢内的储备，是在出生前（即是

20、在出生前（即胎儿时期）完成胎儿时期）完成的。的。初级卵母细胞经初级卵母细胞经过减数分裂变为过减数分裂变为成熟的卵子是在成熟的卵子是在初情后。初情后。卵原细胞卵原细胞多个卵原细胞多个卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失3 3、卵子发生过程、卵子发生过程M排卵排卵前后前后完成完成在受在受精过精过程中程中完成完成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎儿胎儿时期时期完成完成M染色体复制染色体复制有丝分裂有丝分裂M2N2N2N2N2N2NN NN NN NN NN N 雌性胎儿卵巢内的雌性胎儿卵

21、巢内的 ，通过，通过 分裂分裂增加其数量，演变为增加其数量，演变为 ，被卵泡细胞包，被卵泡细胞包围形成围形成 。初级卵母细胞经过。初级卵母细胞经过 分裂变为成分裂变为成熟的熟的 。减数第一次分裂时间是在雌性动物减数第一次分裂时间是在雌性动物 完完成的，产生成的，产生1 1个个 和和 。减数第二次分裂时间是在减数第二次分裂时间是在 的过程中完成的，的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生次级卵母细胞经分裂产生1 1个个 和和 。卵原细胞卵原细胞有丝有丝初级卵母细胞初级卵母细胞卵泡卵泡减数减数卵子卵子排卵前后排卵前后次级卵母细胞次级卵母细胞第一极体第一极体受精受精成熟卵子成熟卵子第二极体第二极体3

22、3、卵子发生过程、卵子发生过程卵泡破裂，卵泡破裂，从从 排出的过程称为排出的过程称为排卵排卵。当在卵黄膜和透明带的间隙当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到可以观察到 时，时，说明卵子已经完成了受精，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重这是判断卵子是否受精的重要标志。要标志。卵子卵子卵泡卵泡两个极体两个极体透明带透明带放射冠放射冠细胞核细胞核卵黄膜卵黄膜2.2.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与要在输卵管

23、内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。精子结合完成受精过程。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？受精？问题讨论问题讨论 是指卵子从卵泡中排出。是指卵子从卵泡中排出。1.1.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。(三三)精子与卵子的发生比较精子与卵子的发生比较精子精子卵子卵

24、子场场 所所时时 间间细胞质分配细胞质分配子细胞子细胞是否变形是否变形睾丸的曲细精管睾丸的曲细精管卵巢卵巢初情期开始初情期开始胚胎性别分化后开始胚胎性别分化后开始均等均等不均等不均等4 4个精子细胞个精子细胞1 1个卵细胞个卵细胞+3+3个极体个极体变形变形不变形不变形 （多选）下图为男性曲细精管横切面模式图。（多选）下图为男性曲细精管横切面模式图。表示由精原细胞（表示由精原细胞（a）生成精于的过程。图中可能）生成精于的过程。图中可能含有含有46条染色体的细胞是条染色体的细胞是 A、细胞、细胞a B、细胞、细胞b C、细胞、细胞c D、细胞、细胞d管壁基底层管壁基底层abc管腔管腔dABC 下

25、列哪一项不是精子、卵细胞发生的区别下列哪一项不是精子、卵细胞发生的区别 A A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B BMM和和MM的时间连续性的时间连续性C C成熟生殖细胞是否经过变形成熟生殖细胞是否经过变形D D成熟生殖细胞中染色体的数量成熟生殖细胞中染色体的数量D 二、受精二、受精3 3、场所、场所:1 1、概念、概念:2 2、完成标志、完成标志:输卵管输卵管内内指指精子精子和和卵子卵子结合形成结合形成合子合子(即即受精卵受精卵)的的过程。过程。当在当在 和和 的间隙可以的间隙可以观察到观察到 时，说明卵子已经时，说明卵子已经完成了受精。完成了受精。卵

26、黄膜卵黄膜透明带透明带两个极体两个极体4 4、过程、过程阶段阶段主要过程主要过程精子获能精子获能卵子的准备卵子的准备精子在精子在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生相应发生相应生理变化后，才能获得受精能力。生理变化后，才能获得受精能力。卵子在卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第二次分减数第二次分裂中期（裂中期（MM）时，才具备受精能时，才具备受精能力。力。准准备备阶阶段段阶段阶段主要过程主要过程入卵屏障入卵屏障精子穿越放精子穿越放射冠和透明带射冠和透明带进入卵黄膜进入卵黄膜原核形成原核形成配子结合配子结合精子通过顶体反应释放的顶精子通过顶体反应释放的顶体酶溶解卵丘细胞和透明带，体酶溶解卵丘细胞

27、和透明带，进而穿越。进而穿越。受受精精阶阶段段精子核膜破裂，形成新核膜，精子核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。形成雄原核。精子被微绒毛抱合，进而精精子被微绒毛抱合，进而精子外膜与卵黄膜相互融合，子外膜与卵黄膜相互融合，精子入卵。精子入卵。卵子完成减数第二次分裂，卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体，形成雌原核。排出第二极体，形成雌原核。雄、雌原核充分发育后彼此雄、雌原核充分发育后彼此接触，合并，形成二倍体受接触，合并，形成二倍体受精卵。精卵。精子触精子触及卵黄膜及卵黄膜的瞬间，的瞬间，产生产生透明透明带反应带反应精子入精子入卵后的卵后的卵卵黄膜封闭黄膜封闭作用作用受精过程受精过程精、卵相遇，发

28、生顶体精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠反应，精子穿入放射冠精子接触透明带精子接触透明带精子穿过透明带，精子穿过透明带，接触卵黄膜接触卵黄膜精子头膨胀，同时卵子完成第二精子头膨胀，同时卵子完成第二次成熟分裂，释放第二极体次成熟分裂，释放第二极体雌、雄原核形成雌、雄原核形成核膜消失，两个原核融合核膜消失，两个原核融合第一次卵裂即将开始第一次卵裂即将开始三、胚胎发育三、胚胎发育1 1、卵裂期的特点：、卵裂期的特点：有丝分裂有丝分裂增加增加减小减小减少减少增加增加细胞分裂方式：细胞分裂方式：细胞数目：细胞数目：胚胎总体积：胚胎总体积：每个细胞体积：每个细胞体积：每个细胞每个细胞DNADNA含量

29、：含量：有机物总量：有机物总量：有机物种类：有机物种类：不增加不增加或或略有略有缩小缩小不变不变2 2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段桑椹胚桑椹胚 胚胎细胞数目胚胎细胞数目 个左右，该阶段由于细个左右，该阶段由于细胞胞 ，属于，属于 细胞，细胞间排列紧密，细胞，细胞间排列紧密，形似桑椹。形似桑椹。3232未分化未分化全能性全能性囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔细胞开始细胞开始 ，并出现，并出现 ；内细胞团内细胞团将来发育成将来发育成 ；滋养层滋养层将来发育成将来发育成 ；体积扩大会导致体积扩大会导致 ，称为，称为 。分化分化囊胚腔囊胚腔胎儿的各种组织胎儿的各种组织胎膜、胎盘胎膜、胎盘透明带

30、破裂透明带破裂孵化孵化滋养层滋养层内细胞团内细胞团内细胞团内细胞团 形成外胚层，形成外胚层，原肠胚原肠胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔中胚层中胚层内胚层内胚层外胚层外胚层表皮的细胞表皮的细胞 细胞形成内胚层，出现细胞形成内胚层，出现 。下方的下方的原肠腔原肠腔受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚胎儿形成胎儿形成由具有全能性细胞构成，细胞数在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹。排列紧密，形似桑椹。内细胞团（将来发育成胎儿各组织内细胞团（将来发育成胎儿各组织)滋养层细胞滋养层细胞 (将来发育成胎膜和胎盘）将来发育成胎膜和胎盘）在输卵管，透明带内进

31、行有丝分裂，细胞在输卵管，透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。或略有减少。早期胚胎发育早期胚胎发育囊胚腔囊胚腔滋养层滋养层外、中、内胚层外、中、内胚层原肠腔原肠腔讨论：讨论：1.1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？资料分析资料分析答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显的差别。不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显的差别。请分析下表，讨论相关问题。请分析下表，讨

32、论相关问题。3.3.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？请结合本节内容举例说明。胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律发育都是在自然条件下的特点和规律，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，

33、才使卵母细胞能在体外成熟；精子的基础上，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；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。下的基础研究成果。2.2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然

34、最早可在答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816816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。实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。研究表明，大多数动物的受精卵在卵裂期随着卵裂的研究表明，大多数动物的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图

35、是质质量比值变化趋势的示意图是A 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势势(横坐标为发育时间横坐标为发育时间)。其中正确的是。其中正确的是 A B C D 关于受精过程的叙述错误的是关于受精过程的叙述错误的是 A A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠穿过透明带进入放射冠 B B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C C精子外膜与卵黄膜相互融合，精子

36、入卵精子外膜与卵黄膜相互融合，精子入卵 D D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂分裂A 下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是 A A胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的进行的 B B内细胞团将来发育成胎盘和胎膜内细胞团将来发育成胎盘和胎膜 C C哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系子宫建立组织上的联系 D D早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植移植 B3.2 3.2 体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养选修选

37、修3 3现代生物技术专题现代生物技术专题 专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程 通过通过 使卵子和精子在使卵子和精子在 下成熟和下成熟和受精，并通过培养发育为受精，并通过培养发育为 后，再经后，再经 产产生后代的技术。生后代的技术。体外条件体外条件早期胚胎早期胚胎一、试管动物技术一、试管动物技术1 1、概念：、概念：移植移植2 2、主要技术手段：、主要技术手段：体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植人工操作人工操作2 2、意义：、意义：可以实现良种家畜的快速大量繁殖可以实现良种家畜的快速大量繁殖胚胎移植胚胎移植卵母细胞的采集卵母细胞的采集卵母细胞的体外培养卵母细胞的体

38、外培养精子采集精子采集精子体外获能精子体外获能体外受精体外受精体外早期胚胎的培养体外早期胚胎的培养体内发育体内发育试管动物技术过程试管动物技术过程试管动物试管动物分娩分娩 华南虎是国家一级保护动物，可采用试华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有环节有 转基因转基因 核移植核移植 体外受精体外受精 体细胞体细胞克隆克隆 胚胎移植胚胎移植 A.B.C.D.D二、体外受精二、体外受精 主要包括主要包括 、和和 等等几个主要步骤。几个主要步骤。卵母细胞的采集卵母细胞的采集精子的获取精子的获取受精受精采集对象采集对象 采集部位采集

39、部位采集方法采集方法细胞培养细胞培养小型动物小型动物大型动物大型动物输卵管输卵管卵巢卵巢卵巢卵巢给供体注射给供体注射促性腺激素促性腺激素，促进多排卵之后从促进多排卵之后从输卵管输卵管中冲取卵子。中冲取卵子。摘取刚屠宰动物的摘取刚屠宰动物的卵巢卵巢，并从中采集卵母细胞。并从中采集卵母细胞。借助借助超声波探测仪超声波探测仪、内窥内窥镜镜或或腹腔镜腹腔镜等工具，直接等工具，直接从活体动物的从活体动物的卵巢卵巢中吸取中吸取卵母细胞。卵母细胞。不需要，不需要，直接用于直接用于受精。受精。需要需要需要需要1.1.卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养牛卵巢牛卵巢牛卵母细胞牛卵母细胞体外受精胚胎体外受精胚

40、胎试管牛（两头小牛）试管牛（两头小牛）牛活体采卵示意图牛活体采卵示意图B B超活采仪超活采仪2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能假阴道法假阴道法手握法手握法电刺激法电刺激法（1 1）收集精子的方法）收集精子的方法:家畜采精用假台畜家畜采精用假台畜 对于对于 、和和 的精子，一般采用的精子，一般采用培养法培养法；对于；对于 、等家畜的精子常用等家畜的精子常用化学法化学法。精子一定浓度的精子一定浓度的 或或 中，用化学药物诱导获能。中，用化学药物诱导获能。在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有用的体外获能方法有 和和 两种。两种。

41、培养法培养法化学诱导法化学诱导法啮齿动物啮齿动物家兔家兔猪猪牛牛羊羊培养法培养法：化学诱导法化学诱导法：精子在精子在 中获能。中获能。获能液获能液肝素肝素钙离子载体钙离子载体A23187A23187溶液溶液（2 2）精子的体外获能）精子的体外获能3.3.受精受精 获能的精子和培养获能的精子和培养成熟的卵子，一般情成熟的卵子，一般情况下在况下在 或或 中完成中完成受精过程。受精过程。获能溶液获能溶液专用受精溶液专用受精溶液哺乳动物体外受精过程示意图哺乳动物体外受精过程示意图 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传

42、探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。（1 1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处死的雌鼠可以从已处死的雌鼠_中获取。中获取。（2 2）图中的高血压相关基因作为）图中的高血压相关基因作为_，质粒作为质粒作为_,_,二者需用二者需用_切割后连接成切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有重组载体，该过程与质粒上含有 有有关。关。（3 3）子代大鼠如果）子代大鼠如果 和和_，即可分别在分子水平和个体水平上，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其

43、建说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。立高血压转基因动物模型。（4 4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是到的主要胚胎工程技术是_、早期胚胎培养、早期胚胎培养和胚胎移植。和胚胎移植。卵巢卵巢目的基因目的基因载体载体同种限制酶同种限制酶限制酶切割位点限制酶切割位点检测到体内有相关蛋白检测到体内有相关蛋白出现高血压出现高血压体外受精体外受精 一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。在他们欲生育第二胎时，发

44、现妻子的双侧输在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如右图。请回答：程如右图。请回答：（1）过程是指在体外进行的）过程是指在体外进行的 处理，处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程称为称为 。（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质物质 进行进行PCR扩增。然后用扩增。然后用Mst对扩对扩

45、增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，据此判断，Mst是一种是一种 酶。酶。（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如，据此判断胎儿为，据此判断胎儿为 （正常（正常/患者患者/携携带者）。带者）。精子获能精子获能 胚胎移植胚胎移植DNA限制限制正常正常精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养发育培养液液中继续培养，以

46、检查受精状况和受精卵的发育能力。中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养水水、无机盐无机盐、有机盐有机盐、维生素维生素、激素激素、氨基酸氨基酸、核苷酸核苷酸、血清血清等等培养液成分：培养液成分：不同动物胚胎移植时间是否相同？不同动物胚胎移植时间是否相同？胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。移植或冷冻保存。牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段小鼠、家兔：小鼠、家兔：8 81616个细胞阶段个细胞阶段胚胎移植胚胎移植胚胎冷冻保存（液氮中，胚胎冷冻保存（液氮中，176）牛体外受精胚胎

47、工厂化生产流程图牛体外受精胚胎工厂化生产流程图 下列关于胚胎工程的叙述，错误的是下列关于胚胎工程的叙述，错误的是 A体外受精是指获能的精子和成熟的卵体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精子在相应溶液中受精 B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植胎移植 C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清液通常都需加入血清 D试管婴儿技术主要包括体外受精、早试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术期胚胎培养和胚胎移植技术B 胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业胚胎工程是一项综合性的动物

48、繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。（1）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_；从良种公牛采集的精子需；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作后才能进行受精作用。用。（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，以维持细胞呼吸外，还需要提供还需要提供_气体以维持气体以维持_。（3）图中过程）图中过程A称为称为_，它在胚胎工程中的意义在于，它在胚胎工程中的意义在

49、于_。（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母；获得转基因母牛后，如果牛后，如果_即说明目的基因已经表达。即说明目的基因已经表达。使卵母细胞成熟使卵母细胞成熟获能获能CO2 培养液的培养液的pH胚胎移植胚胎移植显微注射法显微注射法 提高优良母畜的繁殖率提高优良母畜的繁殖率 牛奶中含有人类白细胞介素牛奶中含有人类白细胞介素3.3 3.3 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景选修选修3 3现代生物技术专题现代生物技术专题 专题专

50、题3 3 胚胎工程胚胎工程一、胚胎移植一、胚胎移植 将雌性动物的将雌性动物的 ，或者通过，或者通过 得得到的胚胎，移植到到的胚胎，移植到 的、的、的其他雌的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。性动物的体内，使之发育为新个体的技术。同种同种生理状态相同生理状态相同早期胚胎早期胚胎1.1.概念概念:供体：供体：遗传性能和生产性能优秀的个体遗传性能和生产性能优秀的个体受体：受体：有健康体质和正常繁殖能力的个体有健康体质和正常繁殖能力的个体提供胚胎的个体。提供胚胎的个体。接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。其他方式其他方式转基因、核移植、转基因、核移植、体外受精体外受精胚胎移植是胚胎工程其它技术的