师：同学们，今天我们一起来学习高二人教版选择性必修三第二章胚胎工程第一课时的内容。
大家看屏幕，这头良种荷斯坦奶牛产奶量较高。我国对奶类总需求量大，但与奶业发达国家相比，奶牛单产水平有差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，引进一头成年奶牛往往需数万元，靠大量引进优良品种提高产量因价格高昂不太可行。
那能不能让引进的优良奶牛快速大量繁殖呢？可惜牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生生育四五次。怎么解决这个难题？可以通过体外受精、胚胎分割等技术，获得多个良种奶牛胚胎，再移植给代孕母牛生下后代，这需要通过胚胎工程来实现。
什么是胚胎工程呢？胚胎工程是指对生殖细胞、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，以满足人类各种需求。胚胎工程的操作对象是动物生殖细胞、卵或早期胚胎细胞，涉及的技术有体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。很多技术是人们在体外模拟动物自然受精和早期胚胎发育条件，所以了解哺乳动物受精和早期胚胎发育规律很重要，这是胚胎工程重要的理论基础。下面进入今天内容的学习——胚胎工程第一课时，胚胎工程的理论基础，第一个方面：受精。
什么是受精呢？受精是精子和卵子结合形成合子，即受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。受精的场所在哪呢？自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。受精前的准备阶段包括准备阶段一和准备阶段二，分别是精子的准备阶段和卵子的准备阶段。准备阶段一是精子获能。科学研究发现，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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为获能。为什么研究获能呢？如果能找到使精子在体外条件下获能的方法，就能实现各种哺乳动物体外获能，为体外受精技术奠定基础。
科学家找到了精子获能的方法，有两种。第一种是直接利用雌性动物生殖道使精子获能；第二种是将精子培养在人工配置的获能液中使其获能。获能液成分因动物种类不同而有差异，常见有效成分有肝素、钙离子载体等。大家看屏幕，观察成熟精子的结构，看看它具备哪些结构。通过示意图能看到，成熟精子具备头、颈、线粒体鞘和尾，头部是细胞核所在部位，尾部可助精子运动。大家再看这张图，是牛、猪、绵羊、马几种主要家畜精子的示意图。可以发现，不同种动物精子形态相似，都具备这些结构，大小略有不同，但与动物体型无关。结合成熟精子的结构，思考一下，精母细胞变成精子过程中，很多结构消失，而细胞核、线粒体却保留下来，为什么呢？细胞核是遗传物质储存场所，线粒体是动力车间，是进行有氧呼吸的主要场所，能为精子运动提供能量。所以总结起来，是因为细胞核和线粒体都是精子的重要结构，细胞核决定后代遗传特性，线粒体为精子生存和运动提供能量。
接下来是准备阶段二：卵子的准备。卵子一般在排出2到3小时后才能被受精。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，像马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。那排出的卵子具备与精子受精的能力了吗？没有。排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟到减数分裂Ⅱ时期，才具备与精子受精的能力。大家观察这个示意图，这是具备受精能力的卵子结构，最外层是透明带，往内一层是细胞膜，卵细胞膜里面是细胞核，旁边还有一个，这是减数分裂Ⅰ产生的第一极体，紧接着就会进入受精阶段。
大家看图片，获能后的精子与卵子相遇时，第一步要先穿过卵细胞膜外的结构，比如透明带，精子是怎么穿过的呢？精子会释放出多种酶来溶解这些结构。穿过透明带后，精子借助尾部运动接触到卵细胞膜。在触及卵细胞膜瞬间，透明带会迅速发生生理反应，有什么作用呢？这能阻止后来的精子进入透明带，防止多精入卵。下一步精子入卵。入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，这又有什么作用呢？这可以再次拒绝其他精子进入卵内。所以总结起来，透明带和卵细胞膜发生生理反应是防止多精入卵的两个重要屏障。
精子入卵后形成雄原核，同时卵子完成减数分裂Ⅱ释放第二极体后形成雌原核。这个过程中，精子的尾部脱离，并未入卵，入卵的是头部，即细胞核所在部位。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个比原来核还大的核，叫雄原核。雌雄原核充分发育后相向移动，彼此靠近，最后核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。