高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育备课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了胚胎工程，胚胎工程的理论基础，二卵子的发生，三受精作用，四胚胎早期发育，一精子的发生，四个过程，精子的变形过程，课堂练习，课堂讨论等内容，欢迎下载使用。

一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生的孩子（携带他们的遗传信息），请从理论上想个办法帮他们完成这个愿望。
指对动物早期胚胎细胞或配子进行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。然后将获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
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。
1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？2.试管婴儿培育和母亲正常怀孕的过程有何异同？ 相同之处： 不同之处：
体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植
都通过有性生殖产生;都要在母体子宫内发育形成胎儿。
受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
第二步：胚胎的早期培养
1、“试管婴儿” 技术过程：
2、“试管婴儿” 技术的理论基础：
哺乳动物的自然（体内）受精和早期胚胎的发育规律
体内受精和早期胚胎发育
3.1 体内受精和早期胚胎发育
从初情期开始直到生殖机能衰退
发生的过程大体可分为三个阶段
第３阶段：精子细胞变成精子
细 胞 核→ 高尔基体→ 中 心 体→ 线 粒 体→ 其他物质→
顶体 尾 线粒体鞘(尾的基部) 退化为原生质滴脱落
（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。
（2）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.精原细胞生成精子需经过三次分裂。
3.曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。
4.从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。
2.初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子细胞。
注：精原细胞经过一次减数分裂,包括两次连续的分裂过程,形成精细胞。
提示：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；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）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
1.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，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
保障有最好的精子与卵细胞受精
提示：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制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
2.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，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
胎儿期（性别分化后）：形成初级卵母细胞
卵巢（发生）输卵管（成熟）
卵泡＝卵泡细胞+初级卵母细胞
卵子＝次级（或初级）卵母细胞+透明带+放射冠
排卵＝卵子从卵泡中排出
卵子=次级（或初级）卵母细胞+透明带+放射冠
MⅠ是在雌性动物排卵前后完成的。若MⅠ在排卵之前完成，则排出的是次级卵母细胞；若MⅠ在排卵之后完成，则排出的是初级卵母细胞。总之，排卵过程，排的不是成熟的卵，必需在输卵管中进一步发育到MⅠ中期才能成熟。
排出的卵是___________
卵从卵泡中排出进入输卵管
排出的卵是__________
2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
是指卵子从卵泡中排出。
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受精？
刚排出的卵子尚未完全成熟。仅完成第 次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到 才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在 内与精子受精的。
卵母细胞培育至减数第二次分裂中期时，显微镜下可观察到次级卵母细胞与第几极体？
受精完成后在卵细胞膜和透明带间隙可以观察到两个极体，它们分别是？
输卵管（ MⅠ或 MⅡ）
MⅠ与MⅡ是不连续的，MⅡ发生在精子和卵子结合过程中
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:在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力
一)受精前的准备阶段:
Q1：卵细胞排出的时候处于减数分裂的什么时期？Q2：减数分裂什么时期的 卵细胞才具有受精的能力？
旁栏思考题 进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？
是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
第一关：精子如何穿越放射冠和透明带？
第二关：精子如何进入卵细胞？
第三关：精子核和卵细胞核如何融合？
卵子完成减Ⅱ释放第二极体形成小雌原核
精子尾部脱离形成大雄原核
相向移动彼此接触体积缩小
顶体反应：顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质
顶体酶将透明带溶出一条孔道
①精子穿越放射冠和透明带
获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应释放顶体酶。顶体酶可溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。
精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条通道，精子借自身运动穿过透明带并接触卵细胞 膜。
透明带反应：在精子接触卵细胞膜的瞬间，会产生使后来的精子不能进入透明带的生理反应。（防止多精子入卵受精的第一道屏障）
卵细胞膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子的外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵。 卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其它精子再进入卵内。（防止多精入卵受精的第二道屏障）
精子进入卵子后，尾部脱离，原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。 卵子被激活完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。
当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精
雌雄原核充分发育成熟后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍体染色体的合子，也称受精卵。 受精成功的标志：雌雄原核融合形成合子
经过种种障碍的精子终于与卵子相遇
此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。
溶解卵丘细胞 （放射冠）
形成第一道屏障（作用）
精子外膜与卵细胞膜融合
形成第二道屏障 （作用）
激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体
发育 移动 接触 合并
1)精子穿越放射冠和透明带
卵细胞膜反应（第二道）
雌雄原核融合形成合子(受精卵)
顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。
区分受精的标志和受精完成的标志
在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
：在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，或略有减少。
：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘
：最初发育在输卵管进行有丝分裂
滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔
高等动物个体发育的阶段划分
由受精卵发育成为成熟的胎儿
由幼体发育为性成熟个体
早期发育的胚胎分为以下几个阶段：
1）卵裂期： 最初发育在输卵管进行有丝分裂,这一时期，受精卵仍在透明带内，称为卵裂期。 细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。有机物总量减少，物质种类增加
细胞分裂方式为_______细胞数目____每个细胞体积_____胚胎总体积____ _或略有___DNA数目_____有机物总量_____有机物种类_____
胚胎细胞数目：32个左右 ①胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹 ②该阶段前的细胞均未分化，都具有发育成完整 胚胎的潜能，属于全能细胞
① 细胞开始分化② 胚胎从透明带中伸展出来(孵化)
外胚层中胚层内胚层原肠腔
内细胞团下方的细胞发育而来
内细胞团表层的细胞发育而来
具外、中、内三胚层和原肠腔
骨骼、肌肉、心脏、血管、血细胞及其他结缔组织等
消化道、呼吸道上皮、肝脏和胰腺等
———————内胚层——中胚层——原肠胚
按照一定的次序向内运动
受精卵——卵裂——囊胚
①细胞分裂方式是__________ ②细胞数目_____ ③胚胎总体积_________________ ④每个细胞的体积______ ⑤胚胎总有机物_____ ⑥胚胎总DNA数______ ⑦每个细胞具有_______________
受精卵（2N） （起点）
性成熟个体 （2N）
组织、器官的分化，幼体的形成：
新生命的第五周:看啊，眼的雏形出来了！
新生命的第六周:四肢和脑都开始初步分化了，真让人激动！
新生命的第七周——进一步发育了，看个整体的吧
新生命的第九周:胎儿已基本成形，看看手的进一步分化！
新生命的第十二周:理论上这时的胎儿已可以独立生活，但其实出世的日子还早。
新生命的第二十六周——中间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！看看就知道差不多了啊！
新生命的第二十八周:请注意体位，现在已经为分娩做好准备了！
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？
答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。
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。
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。