高中生物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育新人教版選修

關于高中生物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育新人教版選修胚胎工程

胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。第2頁,共63頁，星期六，2024年，5月操作對象：早期胚胎和配子技術手段：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等理論基礎：哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律第3頁,共63頁，星期六，2024年，5月第4頁,共63頁，星期六，2024年，5月第5頁,共63頁，星期六，2024年，5月專題3:胚胎工程第6頁,共63頁，星期六，2024年，5月一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期（相當于人青春期）——生殖機能衰退1.精子的發(fā)生第7頁,共63頁，星期六，2024年，5月精原細胞有絲分裂初級精母細胞次級精母細胞精子細胞精子MⅠ第一階段第二階段減數(shù)分裂第三階段細胞變形MⅡ多個精原細胞染色體復制變形（3）精子發(fā)生的過程初級精母細胞形成第8頁,共63頁，星期六，2024年，5月第9頁,共63頁，星期六，2024年，5月1個精原細胞（染色體數(shù):2n）1個初級精母細胞（染色體數(shù):2n）2個次級精母細胞（染色體數(shù):n）4個精子細胞（染色體數(shù):n）體細胞（染色體數(shù):2n）有絲分裂細胞分化間期：細胞體積增大、染色體復制前期：聯(lián)會、四分體（非姐妹染色單體交叉互換）中期：同源染色體排列在赤道板兩側后期：同源染色體分離（非同源染色體自由組合）末期：形成2個次級精母細胞著絲點分裂，染色單體分離4個2種精子（染色體數(shù):n）變形減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂第10頁,共63頁，星期六，2024年，5月第１階段—初級精母細胞的形成精原細胞多個初級精母細胞

一次有絲分裂兩個細胞數(shù)次有絲分裂有絲分裂（3）精子發(fā)生的過程第11頁,共63頁，星期六，2024年，5月初級精母細胞次級精母細胞精子細胞MⅠMⅡ減數(shù)分裂第2階段—精子細胞的生成（3）精子發(fā)生的過程第12頁,共63頁，星期六，2024年，5月線粒體高爾基體A、頂體的發(fā)生發(fā)育中的頂體發(fā)育中的尾

(中心體)B、尾的的發(fā)育C、精子頭的出現(xiàn)D、細胞質濃縮E、精子的形成原生質滴尾線粒體鞘頂體第３階段：精子細胞變形成精子第13頁,共63頁，星期六，2024年，5月精子細胞變形中的主要變化：1.細胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細胞內(nèi)其他物質——精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘膜(尾的基部)原生質滴(球狀,最后脫落)第14頁,共63頁，星期六，2024年，5月線粒體鞘閱讀精子細胞變形成精子的具體過程，討論：精子各組成分別由精子細胞的哪一部分形成?精子結構圖第15頁,共63頁，星期六，2024年，5月（1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾三大部分。（2）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體形大小無關。第16頁,共63頁，星期六，2024年，5月提示：不是。其一，動物在自然繁殖的條件下為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，在通過母畜生殖道的過程中，復雜的組織結構和生理環(huán)境將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？第17頁,共63頁，星期六，2024年，5月

提示：細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？第18頁,共63頁，星期六，2024年，5月2.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢和輸卵管(2)時間：從第一次月經(jīng)到絕經(jīng)第19頁,共63頁，星期六，2024年，5月卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復制1、初級卵母細胞形成MⅠ第一極體次級卵母細胞兩個第二極體第二極體卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成3卵子發(fā)生的過程：2減數(shù)分裂第20頁,共63頁，星期六，2024年，5月

卵原細胞和初級卵母細胞的形成在胚胎時期；（卵巢）減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成；（卵巢）減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結合的過程完成的。（輸卵管）卵細胞形成過程注意幾點：第21頁,共63頁，星期六，2024年，5月排卵第22頁,共63頁，星期六，2024年，5月卵泡的發(fā)育第23頁,共63頁，星期六，2024年，5月卵子受精的標志：

當在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。注意：1.區(qū)分受精的標志和受精完成的標志

2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別第24頁,共63頁，星期六，2024年，5月1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結合完成受精過程。也只有在受精后才能完成減數(shù)第二次分裂排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。第25頁,共63頁，星期六，2024年，5月睪丸卵巢輸卵管初情期以后性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂同上4個精子細胞1個卵細胞3個極體變形不變形哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前的胎兒期完成的；而精子是從初情期開始的第26頁,共63頁，星期六，2024年，5月鞏固練習1.下列不屬于胚胎工程的是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng)D.轉基因鯉魚的培育2.有一個卵原細胞中含有A與A’、B與B’兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）A.1個B.0或1個C.2個D.4個DB第27頁,共63頁，星期六，2024年，5月3、排卵時，排出的細胞是（）A.卵原細胞B.初級卵母細胞C.成熟卵細胞D.初級卵母細胞或次級卵母細胞4、卵子的成熟部位和受精部位分別是（）A.卵巢、卵巢B.卵巢、輸卵管C.輸卵管、輸卵管D.輸卵管、子宮第28頁,共63頁，星期六，2024年，5月三、受精1、概念:2、標志:3、場所:1、概念:指精子和卵子結合形成合子

(即受精卵)的過程。2、標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。第29頁,共63頁，星期六，2024年，5月一)受精前的準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力4：過程.過程：第30頁,共63頁，星期六，2024年，5月卵細胞結構第31頁,共63頁，星期六，2024年，5月二）受精階段

包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結合。哺乳動物受精過程示意圖1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應透明帶反應(第一道)2)精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用（第二道）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子結合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)第32頁,共63頁，星期六，2024年，5月穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。1、精子穿越放射冠和透明帶第33頁,共63頁，星期六，2024年，5月穿過透明帶：幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障第34頁,共63頁，星期六，2024年，5月2.精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黃膜上的微絨毛抱住精子第35頁,共63頁，星期六，2024年，5月3.原核形成：

雄原核形成和雌原核形成4.配子結合：

雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精完成標志第36頁,共63頁，星期六，2024年，5月

精子進入卵子后,其細胞核變大到和卵子細胞核相似,精子細胞核(雄原核)和卵子細胞核(雌原核)同時向細胞中部靠攏,并相互融合成一個細胞核,這時稱受精卵。形成受精卵：第37頁,共63頁，星期六，2024年，5月小結受精階段:

精子穿越放射冠精子穿越透明帶精子穿越卵黃膜

原核形成

配子結合頂體反應透明帶反應（第一道）卵黃膜封閉作用（第二道）雄原核形成和雌原核形成雌雄原核融合形成合子(受精卵)第38頁,共63頁，星期六，2024年，5月思考：

你認為受精卵中的遺傳物質來自什么？

核遺傳物質一半來自于精子一半來自于卵細胞，質遺傳物質基本上全部來自于卵子。第39頁,共63頁，星期六，2024年，5月受精的意義維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定

；對于生物的遺傳和變異和生物進化十分重要。第40頁,共63頁，星期六，2024年，5月三.胚胎發(fā)育第41頁,共63頁，星期六，2024年，5月1、卵裂期的特點：細胞分裂方式為_______細胞數(shù)目____每個細胞體積_____胚胎總體積_____或略有___DNA數(shù)目_____有機物總量_____有機物種類_____有絲分裂增加不增加縮小減小增加減少增加胚胎發(fā)育增加第42頁,共63頁，星期六，2024年，5月受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（內(nèi)含囊胚腔）原腸胚（內(nèi)含原腸腔）胎兒形成：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂三.胚胎發(fā)育階段滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔第43頁,共63頁，星期六，2024年，5月胚胎發(fā)育過程注意幾點：外胚層、中胚層、內(nèi)胚層受精卵2、開始出現(xiàn)細胞分化的時期：3、原腸胚特點：（1）、兩腔：原腸腔和囊胚腔（2）、三胚層：1、個體發(fā)育起點：囊胚時期（3）、分化程度：最大第44頁,共63頁，星期六，2024年，5月原腸胚形成過程第45頁,共63頁，星期六，2024年，5月原腸胚三胚層形成模式圖第46頁,共63頁，星期六，2024年，5月桑椹桑椹胚第47頁,共63頁，星期六，2024年，5月受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原腸腔原腸胚外胚層中胚層內(nèi)胚層———————內(nèi)胚層——中胚層——原腸胚胚的發(fā)育：按照一定的次序向內(nèi)運動受精卵——卵裂——囊胚原腸胚的形成第48頁,共63頁，星期六，2024年，5月原腸胚3胚層的發(fā)育

內(nèi)胚層消化道、呼吸道上皮

肝胰等腺體外胚層表皮及其附屬結構

感覺器官、神經(jīng)系統(tǒng)中胚層皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼內(nèi)臟器官外膜、循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)內(nèi)消呼胰肝；外表感神經(jīng)；其余都為中胚層第49頁,共63頁，星期六，2024年，5月1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？資料分析<討論>答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。第50頁,共63頁，星期六，2024年，5月3.為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎研究成果。第51頁,共63頁，星期六，2024年，5月鞏固練習1精子與卵子結合過程中穿越的兩道屏障是（）①頂體反應②透明帶反應③卵黃膜封閉作用④精子穿越放射冠A．①②B．②③C．③④D．②④2．在受精過程中（）①精子必須發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶②頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細胞膜③卵細胞恢復并很快完成了第一次減數(shù)分裂④精子和卵細胞的細胞核分別形成雄原核和雌原核⑤透明帶反應防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生A．①②⑤B．①④⑤C．②③④D．②④⑤BB第52頁,共63頁，星期六，2024年，5月在動物胚胎發(fā)育過程中，早期原腸胚的細胞從一個部位移植到另一部位時，被移植的細胞能適應新的部位并參與那里的器官形成，但如果在原腸胚的末期，把未來發(fā)育為蠑螈后肢的部分移植到另一蠑螈胚胎不長后肢的部分，將發(fā)育為一條額外的腿，這說明（）A.原腸胚末期已出現(xiàn)了組織分化和器官的形成B.細胞是全能的C.原腸胚末期出現(xiàn)了細胞分化D.原腸胚已出現(xiàn)了三個胚層C第53頁,共63頁，星期六，2024年，5月當卵細胞達到（）時期時，才具備與精子受精的能力A.減數(shù)第二次分裂后期B.減數(shù)第一次分裂末期C.減數(shù)第二次分裂中期D.減數(shù)第二次分裂結束成熟C第54頁,共63頁，星期六，2024年，5月關于桑椹胚和囊胚的比較,以下說法正確的是(

)(多選)A.囊胚期細胞分化是由于遺傳物質突變引起的B.囊胚期的細胞出現(xiàn)了細胞分化,但遺傳物質未發(fā)生改變C.桑椹胚的各細胞結構功能基本相同D.囊胚期內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞差異不是復制水平上的差異，而是轉錄水平上的差異引起的。第55頁,共63頁，星期六，2024年，5月下列有關哺乳動物的胚胎發(fā)育早期的卵裂期過程的敘述中，錯誤的是（）A.細胞數(shù)目不斷增多B.細胞的分裂方式是有絲分裂C.胚胎中DNA的總量增加D.每個細胞的DNA含量不斷增加，細胞全能性變小D第56頁,共63頁，星期六，2024年，5月下列能正確表示高等動物胚胎發(fā)育順序的是 （）A.受精卵→卵裂→原腸胚→囊胚→組織器官的分化B.卵→卵裂→原腸胚→組織器官分化C.受精卵→桑椹胚→原腸胚→幼體D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官的分化D第57頁,共63頁，星期六，2024年，5月桑椹胚是指（）A．含有一個充滿液體的腔B．總體積大于受精卵C．受精卵不斷分裂后形成D．外面無透