高中生物第三章胚胎工程第1节动物的胚胎发育和胚胎工程省公开课一等奖新名师获奖课件

第三章胚胎工程1/82第一节动物胚胎发育和胚胎工程2/82自主学习·新知突破3/821．睾丸曲细精管是产生精子部位，每个初级精母细胞经过减数分裂形成4个_______，再经过_________形成精子。在此过程中，需要__________提供营养，精子形成后进入曲细精管管腔中。一、哺乳动物生殖细胞发生和受精作用精细胞成熟过程支持细胞4/822．雌性动物卵巢中，_______________被一层扁平细胞所包围，形成初级卵泡，其发育在动物出生后暂停，直至__________________时才继续发育。发育时经过________________，形成一个_________________第一极体和一个次级卵母细胞。人类次级卵母细胞停留在________________期，并从卵泡中排出。在______________时，才会完成减数分裂，形成一个大卵细胞和一个第二极体。初级卵母细胞雌性动物性成熟减数第一次分裂几乎不含细胞质减数第二次分裂完成受精作用5/823．成熟精子必须在雌性动物生殖管道中经历一段时间才能取得受精能力，叫做获能。________________________等液体可使精子获能。受精第一步是精子头部和卵细胞膜接触，2个细胞_______融合，精子_______进入卵细胞，此时，要触发一系列反应：______________发生改变，阻止其它精子进入；激活次级卵母细胞继续完成________________。第二步是________________________________。卵泡液、输卵管分泌物、血清细胞膜头部细胞膜内物质减数第二次分裂卵子细胞核与精子细胞核融合6/82[思索探讨]1.精子形成主要特点是什么？2．精子和卵子发生上主要区分是什么？提醒：1.精子形成过程中，MⅠ和MⅡ是连续，精子细胞要经过变形，细胞质均等分裂。2．卵泡形成和在卵巢内贮备，是在出生前期(胎儿期)完成。7/821．哺乳动物胚胎发育是指受精卵发育成幼体过程，包含_______、_______、_________、中胚层及体腔形成、____________等主要阶段。2．人体胚胎发育从受精卵开始到胎儿出生，在子宫内经过约_______，整个胚胎发育过程可分为_______、_______、_______三个阶段。从受精至_______周末胚胎开始着床为胚卵期；从_______周至_______周为胚胎期；从_______周开始，进入胎儿期。二、哺乳动物胚胎发育基本过程卵裂囊胚原肠胚胚层分化38周胚卵期胚胎期胎儿期第1第2第8第98/82[思索探讨]3.依据卵裂特点分析卵裂期每个细胞体积、相对表面积、DNA数目、有机物总量、有机物种类怎样改变。4．胚胎发育过程中，哪个时期开始细胞分化？提醒：3.每个细胞体积减小，相对表面积增大，DNA数目不变，有机物总量降低，有机物种类增加。4．囊胚期开始细胞分化。9/821．体外受精基本原理是_________________，包含__________________等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子_______，最终完成___________，并有计划地保留胚胎等。此技术可用于研究哺乳动物_______________________________发育机制。2．胚胎移植技术是指将良种母畜配种后，从其生殖道取出_________________，移植到______________同种母畜体内，使之继续发育成为新个体技术。三、胚胎工程主要技术与应用人工模拟体内环境营养、温度、pH获能受精作用生殖细胞发生、受精和早期胚胎受精卵或早期胚胎生理状态相同10/823．胚胎分割技术是用__________方法将一枚胚胎分割成___________________________，经__________________后植入受体，以得到__________或_______________技术。4．胚胎冷冻保留技术是将动物早期胚胎，经过特殊_______和__________，使其长久保留在_______环境下。显微手术二分胚、四分胚甚至八分胚体内或体外培养同卵双生同卵多生后代保护剂降温办法超低温11/82[思索探讨]5.胚胎移植中胚胎有哪些起源？6．冲卵是把卵子冲出来吗？7．胚胎移植成功标志是什么？提醒：5.雌性动物体内早期胚胎、体外受精、转基因、核移植、胚胎分割得到胚胎。6．不是，是将供体母畜体内早期胚胎冲出来。7．移植胚胎在供体内能正常发育并分娩。12/821．精子发生(1)过程精原细胞经过有丝分裂方式增加数目，精原细胞经过减数分裂产生精子细胞或精子。一、生殖细胞发生和受精作用13/8214/822．卵子发生过程：(注：N表示染色体数，C表示DNA分子数)卵原细胞有丝分裂]更多卵原细胞染色体复制]初级卵母细胞15/823．受精作用过程(1)准备阶段准备阶段1——精子获能准备阶段2——卵子在输卵管内到达减数第二次分裂中期16/8217/82[归纳拓展](1)对于受精标志和受精完成标志应该区分开，受精标志是第二极体形成，受精完成标志是雌雄原核融合成合子。(2)雌雄原核不能了解成卵子、精子原来核，而是在原来细胞核基础上形成新核，原核膜已破裂。(3)将从卵巢中取出卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即到达受精前成熟阶段。18/82(4)阻止多精入卵屏障①透明带反应：精子触及卵黄膜瞬间，会产生阻止以后精子进入透明带生理反应，称做透明带反应，它是预防多精入卵受精第一道屏障。②卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜马上发生一个生理反应，拒绝其它精子再进入卵内，称为卵黄膜封闭作用，这是预防多精入卵受精第二道屏障。19/821．关于受精过程叙述，错误是()A．获能后精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B．透明带反应是预防多精入卵第一道屏障C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成同时，卵子完成减数第二次分裂答案：A20/821．概念：是指受精卵发育成幼体过程，包含卵裂、桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。2．场所：胚胎发育早期在输卵管，以后移向子宫，并在子宫内发育成为成熟胎儿。二、胚胎发育21/823．胚胎发育过程22/82(1)卵裂期①分裂方式：有丝分裂。②特点：卵裂速度快，细胞未生长即进入下次分裂。DNA、细胞数目不停增加，每个细胞体积越来越小，总体积基本不变或略有缩小，有机物种类增加而含量降低。(2)桑葚胚卵裂形成含有32个细胞左右胚，每个细胞都属于全能细胞。23/82(3)囊胚：细胞开始分化，其中个体较大细胞叫做内细胞团，未来发育成胎儿各种组织；而滋养层细胞未来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐步出现囊胚腔，囊胚扩大会造成透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。(4)囊胚①组成：内细胞团(内部细胞)、滋养层细胞(外部细胞)、囊胚腔。②特点：细胞已分化，内细胞团将发育成胎儿各种组织。24/8225/822．以下关于桑葚胚说法不正确是()A．胚胎细胞到达32个左右，形似桑葚B．每一个细胞都含有发育成完整胚胎潜能，即每个细胞都含有全能性C．良种母牛体内此时细胞都有可能克隆出基因型完全相同小牛，性别一定为雌性D．是由受精卵经有丝分裂产生26/82解析：当胚胎细胞数目到达32个左右时，胚胎形成致密细胞团，形似桑葚，叫做桑葚胚。试验证实，这一阶段每一个细胞都含有发育成完整胚胎潜能，属于全能细胞。这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生。良种母牛体内桑葚胚是由受精卵发育而成，受精卵经有丝分裂形成各细胞基因型相同，由它们克隆而成小牛性别也相同，但不一定都是“母牛”或者说是雌性，这要看一开始此受精卵情况。若受精卵为XY型，则全为雄性；若受精卵为XX型，则全为雌性。答案：C27/821．胚胎移植(1)概念分析对于胚胎移植概念，可从以下几个方面掌握：胚胎起源：①雌性动物体内早期胚胎。②经过体外受精和早期胚胎培养得到。③其它方式，如经过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到。三、胚胎工程主要技术28/82对受体要求：①同一物种。②与供体处于相同生理状态。③雌性动物。29/82(2)胚胎移植生理学基础生理学基础意义哺乳动物在发情排卵后最初一段时期，不论是否妊娠，同种动物供、受体生殖器官生理改变相同为供体胚胎移入受体提供了相同生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上联络，而是处于游离状态为胚胎搜集提供了可能(胚胎在短时间离开活体情况下能够存活，植于与供体相同环境中即可继续发育)30/82生理学基础意义受体对移入子宫外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常生理和组织联络，但供体胚胎遗传特征在孕育过程中不受影响为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面保障31/82(3)胚胎移植基本程序(以牛为例)32/822．胚胎分割技术(1)操作伎俩：用显微手术方法分割胚胎。(2)目标：同卵双生或同卵多生后代。(3)特点：来自同一胚胎后代含有相同遗传物质，能够看做动物无性繁殖或克隆方法之一。(4)选择胚胎：发育良好、形态正常桑葚胚或囊胚。33/82(5)分割注意事项：在对囊胚阶段胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，不然会影响分割后胚胎恢复和深入发育。(6)意义：可为转基因技术、性别控制技术、家畜育种提供有价值材料。34/823．胚胎冷冻保留技术(1)保留对象：动物早期胚胎。(2)保留环境：－196℃液氮。(3)意义：能够使胚胎移植不受时间和地域限制，简化引种过程。35/823．将雌性动物早期胚胎，或者经过体外受精及其它方式得到胚胎，移植到同种、生理状态相同其它雌性动物体内。以下说法不正确是()A．这里说同“种”是指同一“物种”B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷坦斯坦奶牛，能够移植成功C．同种动物之间生理特征相近，进行胚胎移植易于成功D．不论是否妊娠，同种动物生殖器官生理改变都是一样36/82解析：雌性哺乳动物发情排卵后，不论是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官生理改变是一样。此处必须强调是在一段时间内。答案：D37/82[记知识纲要]38/821．卵子发生时期是胎儿期和初情期。2．哺乳动物卵泡形成和在卵巢内贮备，是在出生前(即胎儿期)完成，这是精子和卵子在发生上主要区分。3．精子获能是指精子必须在雌性动物生殖道内发生对应生理改变后，才能取得受精能力生理现象。4．预防多精入卵有两道屏障，一是透明带反应，是在精子触及卵黄膜时发生；二是卵黄膜封闭作用，是在精子入卵后发生。[背关键语句]39/825．受精标志是在卵黄膜与透明带间隙能观察到两个极体。受精作用完成标志是雌雄原核融合形成合子。6．受精卵卵裂期特点是，细胞进行有丝分裂，细胞数量不停增加，胚胎总体积并不增加，或略有缩小。7．胚胎移植实际上是生产胚胎供体和孕育胚胎受体共同繁殖后代过程。胚胎移植实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置转移。40/828．胚胎移植理论基础(1)早期胚胎处于游离状态，为胚胎搜集提供可能。(2)受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内存活理论基础。(3)供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上联络，为胚胎在受体内发育提供了可能。9．胚胎移植过程中，应用促性腺激素进行超数排卵处理；普通选取孕激素对供、受体进行同期发情处理。10．胚胎分割对象是桑葚胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。41/82合作探究·课堂互动42/82 如图表示高等动物卵子发生过程，请据图回答相关问题：精子和卵细胞发生43/82(1)图中A是______，B是______，E(过程)是指________，阶段C是指个体发育______(时期)，阶段D是指个体发育_________(时期)。(2)当观察到第二极体时，能够表明_________。(3)图中①、②、③、④分别表示过程是___________、__________、___________、____________，其中有染色体着丝点分裂是________。(填序号)。(4)排卵是指________从________中排出，刚排出卵子还未完全成熟，需要在________内深入成熟。[自主解答]________44/82解析：解答本题首先应依据图示判断出①～④是卵子发生中哪一过程，然后再分析各过程所发生详细改变。(1)图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞数量，卵原细胞深入演变为初级卵母细胞；②是初级卵母细胞生长；③、④为减数分裂，次级卵母细胞减数第二次分裂是在受精过程中完成，所以E是受精，B是合子；卵泡形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期开始，所以阶段C为胎儿期；阶段D为初情期后；(2)当观察到第二极体时，表明卵子已经受精；(3)着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，即①、①过程中；(4)排卵是指卵子从卵泡中排出，需在输卵管内深入成熟。45/82答案：(1)第一极体合子受精胎儿期初情期后(2)卵子已经受精(3)有丝分裂初级卵母细胞生长减数第一次分裂减数第二次分裂①④(4)卵子卵泡输卵管46/82

(1)卵子形成三个阶段：初级卵母细胞形成——胎儿期；减数第一次分裂——排卵前后；减数第二次分裂——受精后。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵子从卵巢中排出。47/821．以下对精子形成过程说法，不正确是()A．精细胞中细胞核变为精子头主要部分B．高尔基体发育为头部顶体C．线粒体聚集在尾基部形成线粒体鞘D．细胞内其它物质浓缩为球体，叫做原生质滴。原生质滴中存在中心体48/82解析：在精细胞演变为精子过程中，细胞发生一系列改变，其中，中心体演变为精子尾，细胞内其它物质浓缩为原生质滴。答案：D49/82 下列图表示哺乳动物胚胎发育过程几个阶段，以下相关描述正确是()A．图中3是透明带，7是原肠腔B．发育先后次序是甲→丙→乙C．1部位细胞未来发育成胎儿各种组织D．甲、乙、丙时期细胞都含有发育全能性[自主解答]________受精作用及胚胎早期发育50/82解析：图中甲是桑葚胚，乙是囊胚，丙是原肠胚。图中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔，5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。内细胞团未来发育成胎儿各种组织，滋养层细胞未来发育成胎膜和胎盘。答案：A51/8252/82解析：高等动物早期胚胎发育是指从受精卵发育到原肠胚过程，而胚胎发育通常是指从受精卵起到胚胎脱离卵膜或从母体产出之前一段过程。答案：B53/82 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者经过胚胎工程快速繁殖杜泊羊流程以下列图所表示，相关叙述正确是()胚胎移植54/82A．为了取得更多卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B．从卵巢中采集卵母细胞可直接与获能精子进行体外受精C．为防止代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D．为了深入扩大繁殖规模，可经过胚胎分割技术取得同卵双胎[自主解答]________55/82解析：为了取得更多卵母细胞，需用促性腺激素对雌羊进行处理，A错误；从卵巢中采集卵母细胞，都需要在体外经人工培养成熟后才能与获能精子受精，B错误；代孕绵羊与供体绵羊为同种动物，所以代孕绵羊对移入子宫同种外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，C错误；胚胎分割技术可提升胚胎利用率，扩大繁殖规模，D正确。答案：D56/823．以下过程在胚胎移植中没有必要进行是()A．对供体、受体要进行选择B．要用激素对供体进行超数排卵处理C．供体和受体要进行免疫检验，预防发生免疫排斥反应D．胚胎移植常采取手术法和非手术法两种方法解析：受体对移入子宫外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，没有必要进行免疫检验。答案：C57/82 下列图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题：胚胎分割58/82(1)进行胚胎分割时，应选择发育到________时期胚胎进行操作。(2)②指是________。(3)经过胚胎分割产生两个或多个个体共有特点是_______________________。(4)在对囊胚阶段胚胎进行分割时，应注意______________________。[自主解答]________59/82解析：(1)胚胎分割时期应在细胞分化以前，所以，所选时期为桑葚胚或囊胚。(3)因为经分割产生个体起源于同一个受精卵，其遗传物质相同，遗传性状也相同。(4)胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎恢复和深入发育。答案：(1)桑葚胚或囊胚(2)囊胚腔(3)遗传性状相同(4)对内细胞团均等分割60/8261/824．关于胚胎分割技术说法，错误是()A．被分割胚胎应该是发育良好桑葚胚或囊胚B．可对胚胎进行任意数目标等分，移植后均可正常发育C．来自同一胚胎后代含有相同遗传物质D．胚胎分割是进行动物克隆方法之一解析：普通是将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，当前成功率最高是二分胚胎。答案：B62/82高效测评·知能提升63/821．初级卵母细胞减数第一次分裂完成于()A．排卵前后，在卵巢内 B．受精前，在卵巢内C．排卵前后，在输卵管内 D．受精时，在输卵管内解析：雌性动物减数第一次分裂发生在动物排卵前后，在卵巢内进行，其结果是生成一个次级卵母细胞和一个第一极体，然后进入输卵管，准备受精。答案：A64/822．以下关于人早期胚胎发育过程中桑葚胚和囊胚叙述中，正确是()A．囊胚与桑葚胚相比，每个细胞内DNA总量增加B．囊胚与桑葚胚相比，细胞数目较多C．组成囊胚和桑葚胚细胞，都是全能细胞D．桑葚胚形成在卵巢，囊胚形成在输卵管65/82解析：由桑葚胚发育到囊胚进行是有丝分裂，形成每个细胞内DNA总量不变；囊胚期开始出现分化，其中滋养层细胞不是全能细胞；受精卵是在输卵管中形成，故其发育形成早期胚胎过程不可能在卵巢。答案：B66/823．下列图表示蛙受精卵发育至囊胚过程中，几项指标改变趋势，其中正确是()A．①② B．①③C．②④ D．①④67/82解析：随受精卵发育，DNA不停复制，呈指数增加，故①正确；蛙细胞在卵裂时，伴随有丝分裂进行，细胞数量增加，所以细胞核总质量不停增加，不过胚胎体积并不增大，所以核质比将不停上升，故②、③错；在该发育过程中，有机物总量不停降低，④正确。答案：D68/824．关于受精过程叙述错误是()A．获能后精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B．透明带反应是预防多精入卵第一道屏障C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成同时，卵子完成减数第二次分裂69/82解析：精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿越放射冠，而后经过本身运动穿越透明带，并产生透明带反应。预防多精入卵屏障有两道，透明带反应是第一道屏障，卵黄膜反应是第二道屏障。精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，形成新核膜，最终形成雄原核。被激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。雄原核和雌原核彼此接触，并融合为合子，即受精卵。答案：A70/825．以下关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊叙述，错误是()A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B．人工授精后一定时间内，搜集供体原肠胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技术能够取得两个基因型完全相同胚胎D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎百分比71/82解析：胚胎移植前应对供体与受体进行同期发情处理。原肠胚细胞已出现细胞分化，不再是全能干细胞，所以原肠胚不能用于胚胎分割。胚胎分割属于克隆技术，分割后得到胚胎基因型相同。一次给受体母畜植入多个胚胎，可增加产生双胞胎或多胞胎百分比。答案：B72/8273/82解析：若a是核移植技术，①表示克隆动物，反应了动物细胞细胞核全能性，A错误；若c为胚胎分割技术，理论上③中个体基因型和表现型相同，但应考虑突变及环境影响，B错误；作为胚胎移植过程中受体是健康、有正常繁殖能力同种普通雌性个体，C错误。答案：D74/827．如图是胚胎干细胞分离路径示意图。以下说法正确是()75/82A．图中A所表示细胞未来能够发育成胎膜和胎盘B．胚胎干细胞体积和细胞核都较小C．胚胎干细胞能够增殖而不发生分