胚胎工程的理论基础(公开课)

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高中新教材生物课件选择性必修时胚胎工程的理论基础

高中新教材生物课件选择性必修时胚胎工程的理论基础
动物克隆技术原理
通过显微操作去除卵母细胞的细胞核,然后注入体细胞的细胞核和去核卵母细胞 融合,构建重组胚胎。将重组胚胎移植到代孕母体内,经过妊娠后产下与体细胞 供体基因型相同的个体。
操作流程
选择合适的供体细胞和受体卵母细胞 → 显微操作去核 → 注入供体细胞核 → 融 合并激活重构胚 → 移植到代孕母体内 → 妊娠并产下克隆动物。
精子和卵子特点
精子数量多、体积小、运动能力强;卵子数量少、体积大、营养丰富。
受精作用机制及影响因素
受精作用机制
精子与卵子结合形成受精卵的过程称为受精作用。在受精过程中,精子首先与卵子周围的透明带接触并发生顶体 反应,释放顶体酶溶解透明带;接着精子穿越放射冠和透明带进入卵黄膜,发生透明带反应和卵黄膜封闭作用; 最后精子与卵子细胞核融合形成受精卵。
高中新教材生物课件选择性 必修时胚胎工程的理论基础
汇报人:XX 20XX-01-22
目 录
• 胚胎工程概述 • 生殖细胞与受精作用 • 胚胎发育过程与调控机制 • 胚胎干细胞技术与应用前景 • 辅助生殖技术原理与实践 • 动物克隆技术原理及应用前景
01 胚胎工程概述
胚胎工程定义与发展历程
01
定义:胚胎工程是指对哺乳动物的早期胚胎进行体外操作 ,然后移植到受体动物的子宫内,以获得后代的技术。
农业
通过胚胎工程技术,可以加速优 良品种的繁育,提高家畜的生产 性能。
医学
胚胎工程可用于生产药用蛋白、 治疗性克隆、基因治疗等方面的 研究。
胚胎工程应用领域及意义
• 生物科学:胚胎工程为发育生物学、遗传学、细胞生物学 等学科的研究提供了有力工具。
胚胎工程应用领域及意义
推动畜牧业发展
拓展生命科学研究领域

级北师大选修胚胎工程的理论基础课件

级北师大选修胚胎工程的理论基础课件

人类胚胎基因编辑的伦理问题
基因编辑技术的风险性
基因编辑技术尚不成熟,存在许多未知风险。在人类胚胎 中使用该技术可能带来不可预测的后果,对个体和整个人 类基因库产生深远影响。
基因选择和优化的伦理问题
通过基因编辑技术对人类胚胎进行基因选择和优化,可能 导致人类生命的不公平分配,引发公平性和道德性的伦理 问题。
机遇
胚胎工程技术对于人类健康、动 物改良和生物多样性保护等领域 具有巨大的应用潜力,有望为人 类带来更多福祉。
胚胎工程与人类健康
辅助生殖技术
胚胎工程技术可用于治疗不孕不育等 生殖障碍,提高生育成功率。
疾病预防与治疗
胚胎工程可应用于基因编辑和干细胞 治疗等领域,为遗传性疾病和某些重 大疾病的预防和治疗提供新的手段。
胚胎工程的主要目的是提高繁殖效率、改良动物品种、生产转
03
基因动物等。
胚胎工程发展历程
01
02
03
04
1978年
第一例体外受精(IVF)婴儿 诞生,标志着人类胚胎工程的
诞生。
1981年
胚胎冷冻技术成功应用于牛和 猪。
1983年
胚胎移植技术应用于转基因动 物生产。
1990年代
基因打靶和基因敲除技术应用 于动物模型研究。
胚胎干细胞的体外培养和定向诱导分化是研究胚 胎发育和疾病治疗的重要手段。
03
胚胎工程技术
体外受精技术
总结词
体外受精技术是一种辅助生殖技术,通过人工方法将卵子和精子在体外受精, 并在实验室条件下培养早期胚胎,然后将其移植到母体子宫中进行发育。
详细描述
体外受精技术是胚胎工程中的一项重要技术,它解决了许多不孕不育问题。该 技术包括控制性超排卵、采卵、精液处理、受精、胚胎培养和移植等步骤。通 过体外受精技术,许多不孕夫妇得以实现生育梦想。

2.1胚胎工程的理论基础(sy)

2.1胚胎工程的理论基础(sy)

5.卵细胞发生的激素调节
分泌部位:脑垂体,卵巢中的卵泡 激素种类:卵泡刺激素(FSH); 黄体生成素(LH); 雌激素 作用:卵泡刺激素促进卵母细胞的生长和发育并与黄体 生成素一起使卵泡细胞释放更多的雌激素促进卵泡生 长,黄体生成素增高会引起排卵
1.排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢 中排出? 提示:是指卵子从卵泡中排出。
原肠胚的主要特点?
具有原肠腔
三胚层和胚孔
卵裂期的特点:
有丝分裂 细胞分裂方式为_______
增加 细胞数目____ 减小 每个细胞体积_____ 缩小 胚胎总体积不增加 _____或略有___ 增加 DNA数目_____
减少 有机物总量_____ 增加 有机物种类_____
外胚层
表皮附 属结构
神经系 统感官 脊索 真皮 肌肉
中胚层
排 泄 系 统 生 殖 系 统 内脏 器官 外膜
内胚层
消化道 上皮 呼吸道 上皮
循环系统
肝胰等 腺体
外表神经和感官;内呼消化胰与肝;
囊胚腔
原肠腔出现
进入原肠胚阶段
囊胚腔
原肠腔
原 肠 胚
囊胚腔
原肠腔
原 肠 胚
原肠腔 囊胚腔
原 肠 胚
原肠腔 囊胚腔
减数第二次分裂是在 精子和卵细胞结合的 过程中完成
说明:马排出的是初 级卵母细胞;绵羊、 牛、猪排出的是次级 卵母细胞和第一极体。
①卵泡的形成和在卵巢中的储备, 是在胎儿时期完成; ②卵细胞形成过程中的两次分裂 是不连续完成的; ③排卵时排出的不是成熟卵细胞, 可能是初级卵母细胞,可能是次级卵 母细胞;
形成雄原核 形成雌原核
过程
时间
变化
作用

胚胎工程的理论基础

胚胎工程的理论基础

三.胚胎发育
受精卵:最初发育在输卵管进行有丝分裂
卵裂 :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。
桑葚胚 :由具有全能性细胞构成,排育成胎儿各组织
滋养层细胞:发育成胎膜和胎盘
原肠胚
外胚层 中胚层
内胚层
胎儿形成
2.胚胎早期发育:精子和卵细胞受精 合成的受精卵是下一代新生命的开始。
精子细胞变形中的主要变化:
1.细胞核—— 精子头的主要部分 2.高尔基体—— 头部的顶体 3.中心体—— 精子的尾 4.线粒体—— 线粒体鞘膜(尾的基部) 5.细胞内其他物质—— 原生质滴(球状,
最后脱落)
卵子的准备
1、发生部位:卵巢和输卵管
• 胚胎工程的概念: 胚胎工程指对生殖细胞、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。包括体外受精、胚胎移植和 胚胎分割等技术。
• 操作对象:早期胚胎和配子
• 技术手段:体外受精、胚胎移植、 胚胎分
割等
• 理论基础:1.受精:精子与卵子结合形成 合子。
2、时间:
卵原细胞和初级卵母细胞的形成 在胚胎时期;(卵巢) 减数第一次分裂是在雌性动物 排卵前后完成;(卵巢) 减数第二次分裂是在精子和卵子 结合的过程完成的。(输卵管)
二、受精
1.受精的概念: 是精子和卵子结合形成合子(即受精 卵)的过程。
2.场所:输卵管。 3.过程
精卵识别 → 精子附着于卵膜→ 精 卵质膜融合→雌雄原核融合→受精卵 形成

第3节胚胎工程(第1课时)胚胎工程的理论基础

第3节胚胎工程(第1课时)胚胎工程的理论基础
它们都要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受 精的能力。
受精阶 段
观察到两个极体 或者雌、雄原核 作为受精的标志。
胚胎早期发育
分裂的总体积并不增加,
讨论:
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?

2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时,应选择至少发育到 什么阶段的胚胎?如果换成牛又该怎样处理?
牛 遗憾!!!
一定差距
引进 费用:数万元
大量引进优良品种
不太可行
牛的生育率很低
一头母牛一胎一般只产一头犊牛
一生约生育四五次
如何解决这个难题呢?
第3节 胚胎工程
胚胎工程
操作对象
是指对生殖细胞、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。
目的
胚胎工程技术: 体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
一 胚胎工程的理论基础


胚胎形成经过了哪些过程?
focuses

受精和早期胚胎发育的基

本过程是怎样?
受精
受精是精子与卵子结合形成合子(即受 精卵)的过程。
受精过程
受精前的准备 阶段
准备阶段1----精子 获能
准备阶段2----卵子 的准备
受精阶段
准备阶段1----精子 获能
雌性动物的生殖道发 生相应的生理变化
精子获能
体外获能的方法: 人工配制的获能液中获能等
获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效 成分有肝素、Ca2+载体等。
准备阶段2----卵子 的准备
卵子一般在排出2~3h后才能被精子穿入。

胚胎工程的理论基础-北师大版选修3现代生物科技专题教案

胚胎工程的理论基础-北师大版选修3现代生物科技专题教案

胚胎工程的理论基础-北师大版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标1.了解胚胎工程技术的基本概念和历史背景。

2.掌握胚胎发育的各阶段及其相关细胞学和分子生物学知识,了解胚胎干细胞的特性和应用。

3.了解胚胎工程在医学上的应用,如人类辅助生殖、胚胎干细胞治疗等。

4.掌握人类辅助生殖技术的基本概念和实施方法,了解其技术原理、临床应用和风险。

二、教学内容1. 胚胎工程技术的基本概念和历史背景(1)胚胎工程技术的定义胚胎工程指的是利用生物学控制原理,对胚胎进行细胞分离、胚胎复制、分子改造、胚胎移植等一系列操作,以实现遗传病预防、基因治疗、干细胞治疗等多种医学目的的技术。

(2)胚胎工程技术的历史背景胚胎工程技术的历史可以追溯到20世纪初,当时科学家们通过对蛙胚的实验发现了某些细胞可以分化为不同类型的细胞,并最终能形成一个完整的生命体。

此后,人们开始尝试将这种技术用于人类胚胎上,并取得了一定的进展。

2. 胚胎发育的各阶段及其相关细胞学和分子生物学知识,了解胚胎干细胞的特性和应用(1)胚胎发育的各阶段胚胎发育经历了被质体分裂、囊胚形成、胚盘形成、器官形成、移植和分娩等多个阶段。

在不同的阶段,胚胎细胞的能力和状态也有所差异。

(2)胚胎干细胞的特性和应用胚胎干细胞是可以自我复制和分化成各种类型的细胞,同时不失“幼稚”状态的细胞,其可应用于诊断和治疗多种疾病。

3. 胚胎工程在医学上的应用(1)人类辅助生殖目前,人类辅助生殖技术已经相对成熟,包括试管婴儿、人工授精、卵子捐赠、胚胎移植等多种技术,为那些不能通过自然方式怀孕的人提供了帮助。

(2)胚胎干细胞治疗胚胎干细胞治疗主要包括干细胞移植和组织工程方面的研究,其可应用于心脏病、糖尿病、癌症等多种疾病的治疗中。

4. 人类辅助生殖技术的基本概念和实施方法,了解其技术原理、临床应用和风险(1)人类辅助生殖技术的定义和实施方法人类辅助生殖技术是指对人类生殖过程的某些环节进行干预,以达到治疗不育症、预防遗传病、辅助生育等一系列目的的医学技术。

【公开课】胚胎工程的理论基础+课件++2020-2021学年高二下学期生物选择性必修三

【公开课】胚胎工程的理论基础+课件++2020-2021学年高二下学期生物选择性必修三

B
一.胚胎工程的理论基础 2.胚胎早期发育
受精卵
2细胞胚 4细胞胚 8细胞胚 桑葚胚
囊胚 原肠胚
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入 的过程
一.胚胎工程的理论基础
2.胚胎早期发育
①细胞分裂方式是___有__丝__分__裂_
受精卵
②细胞数目_增__加__
2细胞胚
③胚胎总体积__不__增__加__或___略__有__减__小___
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表,讨论相关问题。几种动物受精卵发育 及其进入子宫的时间表。
动物 种类
2细胞
受精卵发育的时间/h
4细胞
8细胞
16细胞
桑装胚
进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段

发育阶段
小鼠
24~38
38 〜50
50 〜60
60 〜70
68 〜80
3
桑葚胚
绵羊
一.胚胎工程的理论基础
:不同动物受精卵发育的比较
讨论1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?
比较而言,马的胚胎进入子宫时,发育程度最高,它处于囊胚阶段。
讨论2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时,应选择至少发育到什么阶段的 胚胎?如果换成牛又该怎样处理?
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。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。
张明觉,美籍华人,生殖生 物学家、育种学家和避孕药 的创始人。
1951年发现“精子获能” 现象,被人们誉为“试管 婴儿”的先驱。
准备阶段
➢ 准备阶段2--卵子的准备 在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具备与精子受精 的能力。

胚胎工程的理论基础(公开课)

胚胎工程的理论基础(公开课)


区分受精的标志和受精完成的标志
受精的标志在卵黄膜和透明带的 间隙可以观察到两个极体。也就是第 二极体形成的时候。 而受精完成的标志是雌雄原核融 合形成合子。
5.受精作用的实质和意义 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。
受精过程完成以后开始进行胚 胎发育。
早期胚胎的发育包括三个阶段:桑椹胚 、囊胚和原肠胚 1、桑椹胚 卵裂:受精卵开始进行的几次有 丝分裂,较普通有丝分裂快得多 ,称为卵裂。 当卵裂分裂到16 ~32个细胞时,细胞紧密 连接成为一个细胞团,形似桑椹,此时叫桑 椹胚。 特点:每一个细胞都具有全能性, 特别是2 ~8个细胞时,都可以做胚胎移植的核供体 。
哪个阶段以前的细胞为全能细胞 桑椹胚以前 ?
哪个阶段的细胞开始分化? 何种结构将来发育成胎儿的各种 组织? 内细胞团 胎膜和胎盘由什么结构发育而来 的?
囊胚
滋养层
3、原肠胚
内细胞团表 层的细胞 内胚层 内细胞团下 方的细胞衍 生形成 中胚层 内细胞团细 胞经过变化 插到内外胚 层形成 原肠腔 内胚层包围的囊腔 原肠三个胚层进一步分化,逐步形成各种器 官和系统 外胚层
3.卵细胞发生的激素调节
种类 合成部位 生理功能
促进卵母细胞的 生长和发育;使 卵泡细胞释放更 多的雌激素。 使卵泡细胞释放 更多的雌激素; 增高会引起排卵 。 促进卵泡生长
卵泡刺激素 (FSH) 黄体生成素 (LH) 雌激素
脑垂体
卵巢
思考:
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞? 正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞 。 2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中 排出? 是指卵细胞从卵泡中排出。 3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗?它在母体的什么部位 与精子受精? 刚排出的卵细胞尚未完全成熟,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 裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细 胞是在输卵管内与精子受精的。 3、产生卵子的过程是否都发生在卵巢中? 否、减II过程是在输卵管中
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精子细胞变形总结
①.细胞核 ②.高尔基体 精子头的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘(尾的基部) 原生质滴 (球状,最后脱落)
③.中心体
④.线粒体 ⑤.细胞内其他物质
2、精子发生的激素调节
雄性激素是精子发生调节中最为重要因素 1)雄性激素的分泌部位: 曲细精管之间的间质细胞,最重要的雄 性激素是睾丸酮。 2)雄性激素的主要功能: 刺激雄性生殖器官和精子的发育与成熟 , 激发并维持雄性第二性征。
有丝分裂
减1前间期
增殖期:精原细胞通过有丝分裂增殖,一部 分贮藏于曲细精管中继续增殖,另一部分进 入生长期。 生长期:进入生长期的精原细胞长大成为初 级精母细胞。 成熟期:初级精母细胞进行一次减数分裂( 连续两次分裂)形成4个精子细胞。 精子形成期:精子细胞经过一系列的变化,形 成成熟的精子。 精子成熟后,进入附睾中进一步发育并贮藏。 附睾中的精子一般没有受精能力,只有其头部 的糖蛋白被雌性生殖管道分泌物中的酶降解后 才具备。
多数哺乳动 成熟期: 初级卵母细胞 物在排卵前 减Ⅰ 后完成减Ⅰ 和减Ⅱ前期 次级卵母细胞 第一极体 、中期,在 减Ⅱ 受精后完成 减Ⅱ后期、 两个第二极体 卵细胞 第二极体 末期,并释 放第二极体 退化消失 。
(3)卵子形成过程:
卵原细胞 有丝分裂
多个卵原细胞
DNA复制 初级卵母细胞 (被卵泡细胞包围,形成卵泡) (胎儿时期完成) MⅠ 次级卵母细胞 MⅡ 卵子 第二极体 第一极体 (排卵前后完成)
(在受精过程完成) ( 形成合子) 卵子受精的标志:当在卵黄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。
卵子是通过减数分裂形成的,第一次减数分裂在卵 巢内完成,经过排卵过程,即将次级卵母细胞及外 周的透明带和放射冠排出,倘若次级卵母细胞遇到 精子,再结合过程中进行减数第二次分裂,成为真 正意义上的卵细胞。 一个卵细胞排出后约可存活12-24小时,在这1224小时内等待着与精子相遇、结合。若卵子排出后 由于多种原因不能与精子相遇形成受精卵,便在24 小时后自然死亡。失去这次受精的机会,就要等到1 个月后另一个卵子成熟并被排出,重复同样的过程 。左右两个卵巢通常是轮流排卵,少数情况下能同 时排出两个或两个以上的卵子。如果分别与精子相 结合,就出现了双卵双胞胎和多卵多胞胎。
泡的形成和在卵巢内的储备)
从性别分化开始,减数第一次分裂是在雌 性动物排卵前完成;减数第二次分裂是在 精子和卵子结合的过程完成的。
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3)卵细胞发生过程
染色体复制 (胎儿时期完成 被卵泡细胞包围 原始卵泡 初级卵母细胞 )
增殖期: 原始生殖细胞
有丝分裂
卵原细胞
生长期:原始卵泡
(性成熟以后完成)
成熟卵泡
二).卵细胞的发生
1、卵细胞的形态结构
卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞,大约是精 子体积的100倍。其直径可达0.125-0.15毫米,和 人的头发尖的直径差不多。 卵呈球形,卵的细胞膜外面 具有外被,其成分主要是糖蛋 白,是由卵细胞或其它细胞分 泌的。在哺乳动物中这种外被 叫做透明带,其作用是保护卵 子,阻止异种精子进入。透明 带外面还具有由卵丘细胞形成 卵细胞结构图 的放射冠。 卵细胞细胞质多,核糖体十 分丰富,同时还含有大量营养 物质,卵细胞不能运动。
精子与卵子的发生比较
生殖 细胞 类型 精子 场所 开始 时间 细胞增殖方 子细胞 式 数目 是否 变形 重要区别
同源染色体联会,
减数第 出现四分体、交叉互换 一次分裂
同源染色体分离 非同源染色体自由组合
2个次级精母细胞(N) 减数第 着丝点分裂 二次分裂 姐妹染色单体分开 4个精细胞(N)
变形作用
4个精子 (N)
3)、精子的发生过程(4个时期)
增殖期 精原 细胞 2n 生长期 精原 细胞 2n 成熟期 初级 精母 细胞 2n 次级 精母 细胞 n 减1 减数分裂 精子形成期 精 细 胞 n 减2 精 子 n
一.生殖细胞的形成
一)精子的发生
1、精子的形态结构
比较人和动物的精子
精子的形态:不同动物精子 形似蝌蚪,但其大小略有不 同与动物体型大小无关。

精子形似蝌蚪,总长约66 μm,分头、尾 部(中段和尾)两部分。 1)头:头部正面呈椭圆形,侧面呈梨形, 内含一个染色质十分致密的细胞核和一个 顶体。 顶体:是一种膜系细胞器(高尔基体), 呈帽状罩于细胞核的前方。顶体内含多种 水解酶(顶体酶)相当于巨大溶酶体。 细胞核: 父方的遗传物质,双链DNA,与 蛋白质紧密结合。
2) 尾部:中段和尾 中段的线粒体鞘含 有螺旋状排列的线 粒体,为精子的运 动提供能量。尾部 是精子代谢和运动 器官。 尾部的中心含一条 贯穿全尾的轴丝( 类似鞭毛),
线粒体鞘
精子
2、精子的发生
1)、场所: 雄性睾丸的曲细精管 2)、时期: 初情期
生殖机能衰退
1个精原细胞(2N)
染色体复制
1个初级精母细胞(2N)
2、卵细胞的发生 1)发生部位:卵巢、输卵管 卵子是从卵巢的原始卵泡发育形成 的,妇女一生中全部卵细胞都是胎儿 期增殖生成的。新生儿时期约有30 万~40万个以上的原始卵泡,但是 99%的原始卵泡发育不久就相继退化 消亡,故妇女一生中总共有400至 500个卵泡发育成熟并排出。
2)时间:从胎儿时期开始(胎儿时期完成了卵
3.卵细胞发生的激素调节
种类 合成部位 生理功能
促进卵母细胞的 生长和发育;使 卵泡细胞释放更 多的雌激素。 使卵泡细胞释放 更多的雌激素; 增高会引起排卵 。 促进卵泡生长
卵泡刺激素 (FSH) 黄体生成素 (LH) 雌激素
脑垂体
卵巢
思考:
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞? 正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞 。 2. 排卵是指卵细胞从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中 排出? 是指卵细胞从卵泡中排出。 3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗?它在母体的什么部位 与精子受精? 刚排出的卵细胞尚未完全成熟,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 裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵细 胞是在输卵管内与精子受精的。 3、产生卵子的过程是否都发生在卵巢中? 否、减II过程是在输卵管中
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