高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第三章 胚胎工程 1.3.1 动物胚胎发育的基本过程课件 中图版选修3.ppt

第三章胚胎工程 第一节动物胚胎发育的基本过程 课程标准 简述动物胚胎发育的基本过程 课标解读 1 了解哺乳动物受精作用过程 2 简述哺乳动物胚胎发育的基本过程及其主要特点 绝大多数动物胚胎发育的基本过程大体上是 主要包括 和 等 1 概念 受精是 和 结合形成 的过程 受精 1 动物胚胎发育的过程 一致的 受精 卵裂 原肠作用 器官形成 2 受精 精子 卵细胞 受精卵 2 过程 在受精过程中 精子的 进入卵细胞内部 留在外面 与 的 会合在一起 使受精卵中的该物质恢复到 的水平 精子的进入还启动卵内的一系列活动 如阻止 激活 等 3 场所 哺乳动物的受精是在 进行的 一般发生在 母体为受精提供了特殊的 和 1 概念 精子获能是指射出的精子在 的作用下 和 上发生变化并具有 的过程 头部 尾部 精核 卵核 染色体 体细胞 后续精子入卵 受精卵的分裂 体内 输卵管上段 环境 条件 3 精子获能 生殖道若干获能因 子 生理 形态 受精能力 2 生理变化a 精子 增强 升高 尤其是尾部的 活动旺盛 尾部振幅 b 膜代谢 膜内外离子的 膜电位的改变引起多种 引发一系列 c 获能后的精子由 运动前进变为激烈的 运动 这是判断精子是否获能的主要方法 活力 呼吸速率 线粒 体 大而有力 加强 交换频繁 酶系激活 酶促反应 直线 曲线 精子和卵细胞是经哪种分裂方式产生的 它们所含染色体的数目和形态与正常体细胞有何不同 提示减数分裂 数目减半 无同源染色体 形态均不相同 思维激活1 受精的过程在自然条件下 受精是在雌性哺乳动物的输卵管上段发生的 1 精子获能哺乳动物的精子离开睾丸后 必须经过成熟和获能过程才能使卵子受精 精子在附睾成熟 成熟的精子必须在雌性动物的生殖道 子宫和输卵管 中经历一段时间才能获得受精能力 这个过程叫做获能 卵泡液 输卵管分泌物 血清等液体可使精子获能 2 卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟 达到减数第二次分裂中期时 才具备受精能力 特别提醒在提供一系列适宜的条件时 精子和卵细胞均可在体外发育成熟 并完成受精过程 对于哺乳动物而言 精子与卵子的结合发生在 a 卵巢内b 阴道内c 输卵管内d 子宫内解析受精作用发生的场所是输卵管 答案c 巩固1 1 概念 卵裂是指 进行有序的 的过程 2 特点 卵裂速度快 卵裂球 总体积 早期胚胎细胞的 和 基本没有改变 3 影响因素 卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的 和 一般情况下 卵黄含量 的一极 的卵裂速度高于卵黄含量 的一极 早期胚胎的发育 1 卵裂 受精卵 有丝分裂 越来越小 基本 不变 功能 发育潜能 含量 分布 低 动物极 高 植物极 4 结果 卵裂到一定程度后 胚胎的表面由 构成 而其内部是 或只有 没有细胞结构 此时的胚胎称为 中间的腔称为 1 场所 最初几次在母体的 中进行 2 特点 受精一天后才卵裂 而且 3 结果 形成了具有 和 的囊胚 此时囊胚进入母体子宫内并植入到 中 囊胚中内细胞团的细胞将发育成 外部细胞将发育成一些胚外组织 如 和 等 它们可以为胚胎提供正常发育所需的 和 等 卵裂球 空的 卵黄 囊胚 囊胚腔 2 哺乳动物的卵裂 输卵管 速度缓慢 内部细胞 内细胞团 外部细胞 囊胚腔 子宫 内膜 幼体 绒毛膜 胎盘 氧气 营养物质 1 开始 囊胚形成后 囊胚的一部分细胞 通过 向 迁移 2 原肠胚 包括 三个胚层 形成得最晚 早期胚胎在三个胚层建立之后就孕育着各种 的形成过程 最早形成的为脑和脊髓原基 随后相继形成的有 等 此时 逐渐建立 经过进一步的生长和发育 最终形成 不同的 方式 内部 外胚层 中胚层 内胚层 中胚层 3 原肠作用 4 器官形成 器官原基 神经管 眼原基 肢芽 体形模式 幼体 哪些动物细胞具有全能性 提示受精卵以及早期胚胎细胞 囊胚的内细胞团细胞 思维激活2 1 概念 受精后 受精卵开始有序的有丝分裂的过程 2 特点 卵裂速度快 卵裂速度主要取决于受精卵中卵黄物质的含量和分布 一般地卵黄含量低的一极的卵裂速度高于卵黄含量高的一极 体积 卵裂球越来越小 总体积基本不变 功能 卵裂过程中细胞的功能和发育潜能基本没有改变 仍属于全能干细胞 3 结果 胚胎表面由卵裂球构成 内部是空的或只有卵黄 称为囊胚 中间的腔称为囊胚腔 1 卵裂 4 哺乳动物的卵裂 卵受精一天后才开始卵裂 且卵裂速度慢 最初在输卵管中进行 借助输卵管纤毛的运动朝子宫迁移 到子宫时已发育成具有内细胞团 外部细胞和囊胚腔的囊胚 囊胚最终植入到子宫内膜中 内细胞团将发育成幼体 外部细胞将发育成一些胚外组织 如胎盘和绒毛膜等 胚胎可以通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和养料 1 开始 囊胚形成后 囊胚的一部分细胞 通过不同的方式向内部迁移 形成内胚层 留在外面的成为外胚层 一部分迁入的细胞分化为中胚层 2 原肠作用 2 各胚层的继续分裂和分化 由外胚层分裂分化形成表皮 神经组织等 由中胚层分裂分化形成骨骼肌 血细胞 软骨 硬骨细胞和疏松结缔组织等 由内胚层分裂分化形成小肠上皮细胞 呼吸道上皮细胞等 早期胚胎在三个胚层建立之后就孕育着各种器官原基的形成过程 最早形成的为脑和脊髓原基 神经管 随后相继形成的有眼原基 肢芽等 3 器官形成 早期胚胎发育的过程总结 4 蛙胚的发育过程是 a 受精卵 囊胚 卵裂 原肠胚 胚层分化b 受精卵 囊胚 卵裂 器官形成 原肠胚c 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚 器官形成d 受精卵 原肠胚 囊胚 卵裂 胚层分化解析蛙胚发育的起点是受精卵 受精卵经卵裂形成具有囊胚腔的囊胚 囊胚后期 胚出现三个胚层 成为原肠胚 原肠胚的三个胚层再分化发育成各种器官和系统 答案c 巩固2 胚胎工程是指根据动物胚胎发育的 和 人们采用 干预一些 动物 动物甚至人类的 过程 从而形成的一个新的学科 胚胎工程的概念 过程 特征 工程的手段 经济 实验 早期胚胎发育 胚胎工程的概念 1 原理 早期胚胎发育的过程和特征 2 内容 胚胎移植 体外受精 胚胎克隆 胚胎性别鉴定 胚胎嵌合 转基因动物技术等 下列不属于胚胎工程技术的是 a 体外受精b 胚胎分割 胚胎移植c 胚胎干细胞培养d 转基因鲤鱼的培育解析胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 包括a b c等方面 而d项是分子水平上的操作 属于基因工程而不是胚胎工程技术 答案d 巩固3 我国首例 虎狮兽 2002年在南京红山动物园诞生 利用了雄虎的精子和雌狮卵子体外受精而产生 完成这一过程需要解决的问题是 a 精子在体外用获能物质的处理b 用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入c 抽取精子 卵子的细胞核进行融合d 精子入卵后进行人工处理防止多精入卵 例1 示例一受精 思维导图 解析精子获能后才具有受精能力 因此体外受精要给予获能处理 精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵 入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核 二者融合成合子后受精完成 而不是二者原有细胞核的融合 因此b c d三项没有必要 答案a 归纳提升受精的过程 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中 dna总量 每个细胞体积 所有细胞体积之和 有机物总量的变化趋势 横坐标为发育时间 其中正确的是 例2 示例二早期胚胎发育 a b c d 思维导图 解析蛙受精卵发育至囊胚的过程中 由于细胞不断分裂 故dna的总量逐渐增多 又因细胞分裂所需的营养全部来自卵黄 并非来自外界 故分裂后的细胞体积越来越小 事实上 由于细胞分裂等生命活动的消耗 其有机物总量应减少 答案a方法技巧从受精卵开始到囊胚期 囊胚从透明带内孵化出来之前被称为卵裂期 此时胚胎发育的特点是 细胞分裂为有丝分裂 且分裂形成的细胞不经生长 即进入下一次细胞分裂 因此 胚胎的总体积不增加或略有缩小 即所有细胞的体积之和不增加或略有缩小 每个细胞的体积减小 细胞表面积总和与总体积的比值逐渐增加 细胞的数目增多 胚胎所含有的dna分子总数增加 胚胎发育不断消耗有机物 有机物的总量在下降 细胞质在胚胎发育过程中起重要作用 1928年 德国学者施佩曼做了一个实验 他用较细的婴儿头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状 其中的一个半球中含灰新月区 受精时 蝾螈卵细胞上出现的一个浅灰色的半月形区带 和细胞核 另一个不含这个区带 结果前者发育成了胚 后者则不能 即使后者含有细胞核 细胞也不能分化 只能发育成没有一定形状的团块 这个实验说明灰新月区 细胞质 中含有某种物质 只有完全具备这种物质 胚胎 探究胚胎发育过程中细胞核和细胞质的相互关系 技法必备 发育才能正常进行 实际上 细胞质在胚胎发育过程中的作用 是影响细胞核基因的表达 细胞核在胚胎发育过程中起主导作用 施佩曼的另一个实验也是将受精卵结扎 但一个半球含细胞核 另一个半球不含细胞核 结果有细胞核的半球能够进行正常的卵裂 没有细胞核的则不能卵裂 在16个或32个细胞的时期 他让一个细胞核通过结扎处进入无核的半球 结果这个半球也开始卵裂 并且发育成正常胚胎 这表明在胚胎发育过程中细胞核起着主导作用 现代生物学的研究表明 细胞核之所以在胚胎发育过 程中起主导作用 是因为细胞中的绝大部分基因位于细胞核内的染色体上 通过转录产生的mrna进入细胞质 翻译成各种蛋白质 从而决定细胞的新陈代谢类型和个体发育方向 但是 细胞核的主导作用不是绝对的 核的活动不仅受到细胞质中一些物质的调节和制约 而且能对细胞质的不同状态作出不同的反应 胚胎发育过程中细胞群之间的关系 在原肠胚形成之后 胚胎中将要发育成的各种器官已经定位 但是 各胚层以后的分化并不是孤立进行的 而是要受到各相邻细胞群的相互作用 这种相互作用包括诱导 抑制和相互识别等 胚胎发育的过程受到细胞核和细胞质 胚胎各细胞群之间的相互作用的制约 下图是施佩曼的三个实验 请分析完成下列问题 第一次实验第二次实验第三次实验 能力展示 1 1928年 德国学者施佩曼做了一个实验 他用较细的婴儿头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状 其中的一个半球中含灰新月区和细胞核 另一个不含这个区带 结果前者发育成了胚胎 后者则不能 即使后者含有细胞核 细胞也不能分化 只能发育成没有一定形状的团块 该实验说明了 2 施佩曼的第二个实验也是将受精卵结扎 两个半球都含灰新月区 但一个半球含有细胞核 另一个半球不含细胞核 结果有细胞核的半球能够进行正常的卵裂 没有细胞核的则不能卵裂 在16个或32个细胞的时期 他让一个 细胞核通过结扎处进入无核的半球 结果这个半球也开始卵裂 并且发育成了正常胚胎 该实验说明了 结合你所学的知识分析其原因是 3 施佩曼的第三个实验 将原肠胚的胚孔背唇 能发育成脊索 而脊索上方的外胚层细胞则分化成神经组织 切下来 移植到另一个正常原肠胚的腹部 实验结果 移植物发育成第二条脊索 并且在移植物的上方出现了一个双头怪物 该实验证明 在移植物的作用下 移植物周围的胚层 4 综合上述三个实验 可以推断 答案 1 灰新月区 细胞质 在胚胎正常发育过程中起着重要作用 2 在胚胎发育过程中细胞核起主导作用细胞内的绝大部分基因位于细胞核内的染色体上 通过转录产生的信使rna进入细胞质 翻译成各种蛋白质 从而决定个体的发育方向 3 改变了原来的发育方向 发育成了神经组织以至整个头部 4 细胞核在胚胎发育过程中起主导作用 但是细胞核的活动受到细胞质的调节和制约 胚胎各细胞群之间的相互作用也会影响胚胎发育的过程 将来能发育成胎儿各种组织的是 a 透明带b 囊胚的内细胞团c 囊胚的外部细胞d 原肠胚的内胚层解析囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 外部细胞则发育成为胎儿的胎膜和胎盘 答案b 1 下列关于动物胚胎发育过程的叙述中 错误的是 a 胚胎发育的起点是受精卵b 胚胎发育时的细胞分裂方式为减数分裂c 受精卵首先通过卵裂发育成囊胚d 原肠胚包括三个胚层 各胚层将继续分裂分化解析胚胎发育时的细胞分裂方式为有丝分裂 答案b 2 下图为某女性一次生育出男孩甲和乙的示意图 请据图回答问题 3 1 产生精子的器官是 过程x发生的场所是 过程x的