第1节胚胎工程的理论基础

《胚胎工程的理论基础》讲义一、引言胚胎工程是现代生物技术的重要组成部分，它在畜牧业、医学、生物学研究等领域都有着广泛的应用和重要的意义。

要深入理解胚胎工程，就必须掌握其背后的理论基础。

接下来，让我们一起探索胚胎工程的理论基石。

二、生殖细胞的发生（一）精子的发生精子发生是指从精原细胞发育为成熟精子的过程。

在睾丸的曲细精管中，精原细胞经过一系列的有丝分裂和减数分裂，最终形成形态和功能成熟的精子。

这一过程包括精原细胞的增殖、初级精母细胞的减数第一次分裂、次级精母细胞的减数第二次分裂以及精子细胞的变形等阶段。

精子细胞经过变形，形成具有头部、颈部、中段、主段和末段的成熟精子，具备了运动和受精的能力。

（二）卵子的发生卵子发生始于胚胎时期，在卵巢中进行。

卵原细胞经过有丝分裂增加数量，然后发育为初级卵母细胞。

初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成次级卵母细胞和第一极体。

次级卵母细胞在排卵前后完成减数第二次分裂，形成成熟卵子和第二极体。

与精子发生不同的是，卵子的发生是不连续的，且一个初级卵母细胞最终只形成一个成熟卵子。

三、受精作用（一）受精的过程受精是指精子和卵子结合形成受精卵的过程。

这一过程包括精子获能、顶体反应、精卵识别、质膜融合和雌雄原核融合等步骤。

精子在雌性生殖道中经历一系列生理变化，获得受精能力，称为精子获能。

获能后的精子与卵子相遇时，顶体发生反应，释放顶体酶，溶解卵子周围的放射冠和透明带，从而使精子能够与卵子接触。

精子和卵子通过表面的特异性受体相互识别，然后质膜融合，精子进入卵子。

精子进入卵子后，卵子完成减数第二次分裂，同时精子的细胞核和卵子的细胞核融合，形成受精卵。

（二）受精的意义受精不仅使单倍体的精子和卵子结合形成双倍体的受精卵，恢复了染色体的数目，保证了物种遗传物质的稳定性，还激活了卵子的代谢和细胞分裂，启动了胚胎发育的进程。

四、早期胚胎发育（一）卵裂期受精卵形成后，开始进行有丝分裂，称为卵裂。

在卵裂过程中，细胞的体积不断减小，但细胞的总数不断增加。

第1课时胚胎工程的理论基础课标内容要求核心素养对接简述胚胎形成经过了受精及早期发育的过程.1。

生命观念：以精子和卵细胞的结构为例,阐述细胞的结构与功能的适应。

2．科学思维：以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。

一、胚胎工程1．概念：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.2．主要技术：体外受精、胚胎移植和胚胎分割.二、受精1．概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。

2．场所：雌性动物的输卵管内.3．过程三、胚胎早期发育1．场所：输卵管。

2．过程受精卵↓卵裂期错误!↓桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团形似桑葚↓孵化:囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来↓原肠胚:形成外胚层、内胚层和中胚层→各种组织、器官判断对错(正确的打“√”,错误的打“×"）1．刚排出的精子即能与卵子受精。

(×）提示：精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。

2．精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。

提示：精子和卵子相遇形成受精卵的部位是输卵管。

3．精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。

（√）4．囊胚期细胞还没有分化.提示：囊胚期细胞已分化形成内细胞团和滋养层细胞。

5．原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来.提示：发生孵化的是囊胚。

受精的准备及过程1．准备阶段（1）精子获能刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。

（2)卵子的准备卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。

2．受精过程3．防止多精入卵的两道屏障（1）透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称作透明带反应,它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

（2）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,拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应,这是防止多精入卵受精的第二道屏障.合作探究：(1)两道屏障防止多精入卵,其意义是什么？提示：两道屏障防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性。

第3节 胚胎工程第1课时 胚胎工程的理论基础[学习目标] 1.简述受精前精子和卵子的准备以及受精的过程。

2.简述胚胎早期发育的过程及其主要特点。

一、受精1．胚胎工程的概念(1)操作对象：动物________、受精卵或________细胞。

(2)技术基础：如________、胚胎移植、________等。

(3)特点：经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，还需移植到________动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。

(4)理论基础：哺乳动物________和________发育的规律。

(5)实质：在体外条件下，对动物__________和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。

2．受精(1)概念：________与________结合形成合子(即________)的过程。

(2)场所：哺乳动物的________内。

(3)过程准备阶段⎩⎪⎨⎪⎧精子_____：在雌性动物的生殖道内完成卵子的准备：发育到_____才具备受精能力|↓受精阶段⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧获能后的精子与卵子相遇(精子释放多种酶，以溶解_____外的一些结构)|↓精子触及卵细胞膜(_____发生生理反 应，阻止后来的精子进入透明带)|↓ 精子入卵(_____发生生理反应，拒绝 其他精子再进入卵内)雌、雄原核形成⎩⎪⎨⎪⎧①精子入卵后，尾部脱离，原有的_____破裂并形成一个新的核膜，最后形成_____②精子入卵后被激活的卵子完 成减数分裂Ⅱ，排出_____后，形成_____ 雌、雄原核结合(受精完成的标志)|↓受精卵判断正误(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管( ) (2)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用( )(3)受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子( ) (4)动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到M Ⅱ期才具备受精能力( )任务一：受精过程1．受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？2．如何判断卵子是否受精？3．精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有什么功能？关于体内受精应注意的几个问题(1)精子获能是指精子获得受精能力，而不是获得能量。

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力,A项正确,B、C、D三项均错误。
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一 胚胎工程的理论基础
探究点一
探究点二
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
胚胎早期发育 情境导引 胚胎的早期发育有哪些阶段?各有什么特点? 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。
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一 胚胎工程的理论基础
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
(1)细胞开始出现分化(内细胞团将来发育成胎儿的各种
囊胚
组织,滋养层将来发育为胎膜和胎盘) (2)出现囊胚腔
(3)透明带破裂,胚胎从中伸展出来(即孵化)
原肠胚 分化为内胚层、中胚层和外胚层三个胚层
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一 胚胎工程的理论基础
探究点一
探究点二
发育过程 特 点
发育过 程图示
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习 -22-
探究点一
探究点二
1.写出各个阶段的名称:A.
;B.
;C.原肠胚。
答案桑葚胚 囊胚
2.写出图中各标号的名
称:[①]
;[②]
;[③]
;[④]
。
答案滋养层 内细胞团 透明带 囊胚腔
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
,C阶段开始出现
。
答案细胞分化 胚层分化
4.[②]将来发育成
。
答案胎儿的各种组织
2.下列关于哺乳动物胚胎早期发育顺序的排列,正确的是( ) A.卵裂→囊胚→桑葚胚→原肠胚 B.受精卵→卵裂→囊胚→桑葚胚→原肠胚 C.卵裂→受精卵→囊胚→桑葚胚→原肠胚 D.受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚 答案D 解析动物胚胎早期发育的基本过程:(1)受精卵形成后即在输卵管 内进行有丝分裂,开始发育。(2)卵裂:细胞有丝分裂,细胞数量不断 增加,但胚胎的总体积并不增加。(3)桑葚胚:卵裂产生的子细胞逐 渐形成致密的细胞团,形似桑葚。(4)囊胚:细胞开始出现分化,内细 胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成胎膜和胎 盘。随着进一步发育,胚胎内部出现囊胚腔。(5)原肠胚:有了三胚 层的分化。故动物胚胎早期发育的顺序为:受精卵→卵裂→桑葚胚 →囊胚→原肠胚。