人教版高二生物選修三專題三胚胎工程

1、教學(xué)目標(biāo)：1、胚胎工程的概念2、精子和卵子的發(fā)生3、受精作用4、胚胎發(fā)育,1、胚胎工程的概念,操作的對象早期胚胎或配子技術(shù)手段胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎分割、胚胎移植、體外受精等最后結(jié)果產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體，滿足人類需求,體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,（一）精子的發(fā)生,2、時(shí)期：,3、過程：,精子的發(fā)生是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)完成的,從初情期開始直到生殖功能衰退,發(fā)生的過程大體可分為三個(gè)階段,,一、精子和卵子的發(fā)生,第二階段：,精原細(xì)胞經(jīng)

2、過數(shù)次有絲分裂,產(chǎn)生大量的精原細(xì)胞,其中一部分經(jīng)過染色體復(fù)制等活動(dòng),進(jìn)一步形成初級精母細(xì)胞。,每一個(gè)初級精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四個(gè)含有單倍染色體的精子細(xì)胞。,第一階段：初級精母細(xì)胞的形成,第二階段：精子細(xì)胞的形成,第三階段 精子變形,______變?yōu)榫宇^部的主要部分；_______發(fā)育為頭部的頂體；_______演變?yōu)榫拥奈?；_______形成線粒體鞘膜；其它物質(zhì)濃縮成_______（球形）。,第三階段：精子變形,細(xì)胞核

3、,高爾基體,中心體,線粒體,原生質(zhì)滴,4、精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動(dòng)物的體形大小___。,頭 頸 尾,相似,不同 無關(guān),（二）卵子的發(fā)生,1.場所：,2.時(shí)期：,卵子的發(fā)生是在卵巢內(nèi)完成 的(卵巢有產(chǎn)卵與排卵、分泌多種激素這二大功能）。,性別分化以后,（放射冠）,3、

4、過程：,雌性胎兒卵巢內(nèi)的卵原細(xì)胞，通過有絲分裂增加其數(shù)量，并演變?yōu)槌跫壜涯讣?xì)胞，被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡。初級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂變?yōu)槌墒斓穆炎印?減數(shù)第一次分裂的時(shí)間是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的，結(jié)果是產(chǎn)生1個(gè)次級卵母細(xì)胞和1個(gè)第一極體(暫不分離),進(jìn)入輸卵管,準(zhǔn)備與精子受精。,減數(shù)第二次分裂時(shí)間是在精子和卵子結(jié)合的過程中，結(jié)果是產(chǎn)生1個(gè)成熟卵子和3個(gè)第二極體。,精子與卵子的發(fā)生比較,二、受精,1、概念:,3、場所:,1、概念:指精子和

5、卵子結(jié)合形成合子 (即受精卵)的過程。,2、受精的標(biāo)志:在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí),3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。,4、過程,,受精前的準(zhǔn)備階段,受精階段,,準(zhǔn)備階段1：精子獲能,準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備,準(zhǔn)備階段1：精子獲能,即精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。,準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備,即卵子在輸卵管內(nèi)成熟到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ中）時(shí)，才具備受精能力。,受精階段,包括精

6、子穿越放射冠和透明帶、進(jìn)入卵細(xì)胞膜、雌雄原核形成和精卵結(jié)合等內(nèi)容。,精、卵相遇,頂體反應(yīng),頂體酶釋放,頂體酶溶解透明帶,接觸透明帶,穿越放射冠,溶解卵丘細(xì)胞 （放射冠）,穿越透明帶,接觸卵細(xì)胞膜,產(chǎn)生透明帶反應(yīng),形成第一道屏障（作用 ）,,,,,,,,,,,精子被微絨毛抱合,精子外膜與卵細(xì)胞膜融合,精子進(jìn)入卵,,,,,,精子進(jìn)入卵后,,變化①,,,變化②,變化③,產(chǎn)生卵細(xì)胞膜反應(yīng),形成第二道屏障 （作用？）,尾部脫離核膜

7、破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體,,,,,發(fā)育 移動(dòng) 接觸 合并,形成受精卵,受精作用的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì),特點(diǎn): 1、只有一個(gè)精子與一個(gè)卵細(xì)胞結(jié)合，形成一個(gè)受精卵。2、進(jìn)入卵細(xì)胞的只是精子的頭部（細(xì)胞核）3、受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎都只來自卵細(xì)胞。,實(shí)質(zhì): 雄原核與雌原核 的融合。,三、胚胎發(fā)育,1、卵裂期的特點(diǎn)：,細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____胚胎總體積_____或略有___每個(gè)細(xì)胞

8、體積_____,DNA總量_____但__________________＿,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,每個(gè)細(xì)胞DNA含量不變,,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,桑椹胚：,囊胚：,原腸胚：,細(xì)胞均屬于全能細(xì)胞。,細(xì)胞開始分化;內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將發(fā)育成各種組織, 滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜、胎盤;出現(xiàn)囊胚腔后，進(jìn)一步擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致孵化。,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表皮的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，出現(xiàn)原腸腔。,§3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

9、,專題3:胚胎工程,,試管動(dòng)物技術(shù),是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)胚胎移植（到受體母親體內(nèi)）產(chǎn)生后代的技術(shù),采集良種母牛的卵母細(xì)胞,,卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng),采集良種公牛精子,,精子體外獲能,體外受精,,良種牛體外受精胚胎早期培養(yǎng),,胚胎移植,受體牛,,良種犢牛,,成熟期牛,,屠宰加工廠,,市場,,采集卵巢中的卵母細(xì)胞,,“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖,一、體外受精,1.卵母細(xì)胞的收

10、集和培養(yǎng),對不同動(dòng)物,采取卵母細(xì)胞的方法不同,2.精子的收集和獲能,1)收集的方法: 假陰道法, 手握法 電刺激2)體外獲能處理 培養(yǎng)法：嚙齒動(dòng)物、 家兔和豬 化學(xué)法：牛、羊,3、受精,在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程,二、胚胎的早期培養(yǎng),一般比較復(fù)雜培養(yǎng)液: 水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨

11、基酸、核苷酸以及動(dòng)物血清等.● 培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷動(dòng)保存.,不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同 P72,三、胚胎移植1).概念: 將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或經(jīng)體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。,一 胚胎移植,胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”,2）. 現(xiàn)狀和意義,（1)加速育種工作和品種改良；

12、（2)大量節(jié)省購買種畜的費(fèi)用；（3)一胎多產(chǎn)；（4)保存品種資源和瀕危物種；（5)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。,3）.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ),（1).供體和受體具相同的生理環(huán)境；（2).早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收 集提供了可能；（3).受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生 免疫排斥；（4).胚胎與受體能建立正常的組織聯(lián)系, 但遺傳物質(zhì)沒有改變。,

13、4)、胚胎移植的基本程序 閱讀課本，思考 胚胎移植的基本程序包括哪幾個(gè)步驟？（1）供體、受體的選擇和同期發(fā)情處理（2）配種或進(jìn)行人工受精（3）胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存（4）胚胎移植（5）移植后是否妊娠的檢查,（1）.對供體、受體進(jìn)行選擇,供體： 遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體；受體： 健康和正常繁殖能力的個(gè)體處理： 同期發(fā)情具體做法：

14、 注射促性腺激素,（2）采集卵母細(xì)胞方法： 超數(shù)排卵具體做法： 注射促性腺激素,（3）.配種或人工受精,精子來源： 同種優(yōu)良的雄性動(dòng)物。,（4）.胚胎的收集,在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。,（5）.對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,,（6）.胚胎的保存或移植,,（7）.胚胎的移植,方法一：手術(shù)法具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，

15、縫合創(chuàng)口。方法二：非手術(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。,（8）.對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查(第二次檢查),（9）受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期發(fā)情處理……,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵(胚胎),,胚胎質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié)：,四、胚胎分割 (閱讀課本，思考以下問題：)（1）胚胎分割的概念

16、（2）胚胎分割特點(diǎn)（3）胚胎分割的理論基礎(chǔ)（4）胚胎分割操作過程,1).概念: 采用機(jī)械方法（顯微手術(shù)）將早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。,2).特點(diǎn)： 后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一3)、理論基礎(chǔ): 動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性 4)、選擇的胚胎： 發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,實(shí)體顯微鏡和顯微

17、操作儀。6)、具體操作 用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。,5)、使用的主要儀器：,7)、操作注意事項(xiàng)： ①對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要將 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育,②胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會(huì)越 大，移植的成功率也越低。,8)、胚胎分割技術(shù)的缺陷 （1）剛出生動(dòng)

18、物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異； （2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。,五. 胚胎干細(xì)胞,(閱讀課本，思考以下問題)（1）什么是胚胎干細(xì)胞？ 簡稱是什么？（2）胚胎干細(xì)胞的來源。（3）胚胎干細(xì)胞的特性。（4）胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。,1.概念： 簡稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。,2.特點(diǎn):（1）形態(tài)：體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯；（2）功能

19、： ①具有發(fā)育的全能性,可經(jīng)誘導(dǎo)分化為 成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞; ②在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增 殖而不發(fā)生分化。對它可以進(jìn)行冷凍 保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。,（1）.治療人類的某些頑癥 利用ES細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成新的組織 細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)胞已成

20、功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。,3.主要用途,（2）培育出人造組織器官，用于器官移植 隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。,（3）ES細(xì)胞也是理論上研究體外細(xì)胞分化的理想材料。 ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。 在培養(yǎng)液中加入分化誘