高中生物体内受精和早期胚胎发育新人教版选修

关于高中生物体内受精和早期胚胎发育新人教版选修胚胎工程

胚胎工程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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。第2页,共63页，2024年2月25日，星期天操作对象：早期胚胎和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律第3页,共63页，2024年2月25日，星期天第4页,共63页，2024年2月25日，星期天第5页,共63页，2024年2月25日，星期天专题3:胚胎工程第6页,共63页，2024年2月25日，星期天一.精子和卵子的发生（1）发生场所：睾丸（2）时间：初情期（相当于人青春期）——生殖机能衰退1.精子的发生第7页,共63页，2024年2月25日，星期天精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段减数分裂第三阶段细胞变形MⅡ多个精原细胞染色体复制变形（3）精子发生的过程初级精母细胞形成第8页,共63页，2024年2月25日，星期天第9页,共63页，2024年2月25日，星期天1个精原细胞（染色体数:2n）1个初级精母细胞（染色体数:2n）2个次级精母细胞（染色体数:n）4个精子细胞（染色体数:n）体细胞（染色体数:2n）有丝分裂细胞分化间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）末期：形成2个次级精母细胞着丝点分裂，染色单体分离4个2种精子（染色体数:n）变形减数第一次分裂减数第二次分裂第10页,共63页，2024年2月25日，星期天第１阶段—初级精母细胞的形成精原细胞多个初级精母细胞

一次有丝分裂两个细胞数次有丝分裂有丝分裂（3）精子发生的过程第11页,共63页，2024年2月25日，星期天初级精母细胞次级精母细胞精子细胞MⅠMⅡ减数分裂第2阶段—精子细胞的生成（3）精子发生的过程第12页,共63页，2024年2月25日，星期天线粒体高尔基体A、顶体的发生发育中的顶体发育中的尾

(中心体)B、尾的的发育C、精子头的出现D、细胞质浓缩E、精子的形成原生质滴尾线粒体鞘顶体第３阶段：精子细胞变形成精子第13页,共63页，2024年2月25日，星期天精子细胞变形中的主要变化：1.细胞核——2.高尔基体——3.中心体——4.线粒体——5.细胞内其他物质——精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落)第14页,共63页，2024年2月25日，星期天线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?精子结构图第15页,共63页，2024年2月25日，星期天（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（2）不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。第16页,共63页，2024年2月25日，星期天提示：不是。其一，动物在自然繁殖的条件下为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？第17页,共63页，2024年2月25日，星期天

提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？第18页,共63页，2024年2月25日，星期天2.卵子的发生(1)发生部位：卵巢和输卵管(2)时间：从第一次月经到绝经第19页,共63页，2024年2月25日，星期天卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制1、初级卵母细胞形成MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精过程完成被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿时期完成3卵子发生的过程：2减数分裂第20页,共63页，2024年2月25日，星期天

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）卵细胞形成过程注意几点：第21页,共63页，2024年2月25日，星期天排卵第22页,共63页，2024年2月25日，星期天卵泡的发育第23页,共63页，2024年2月25日，星期天卵子受精的标志：

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。注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志

2.精子和卵子发生的区别第24页,共63页，2024年2月25日，星期天1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答：刚排出的卵子尚未完全成熟，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。也只有在受精后才能完成减数第二次分裂排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。第25页,共63页，2024年2月25日，星期天睾丸卵巢输卵管初情期以后性别分化以后先有丝分裂后减数分裂同上4个精子细胞1个卵细胞3个极体变形不变形哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前的胎儿期完成的；而精子是从初情期开始的第26页,共63页，2024年2月25日，星期天巩固练习1.下列不属于胚胎工程的是：（）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2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有（）A.1个B.0或1个C.2个D.4个DB第27页,共63页，2024年2月25日，星期天3、排卵时，排出的细胞是（）A.卵原细胞B.初级卵母细胞C.成熟卵细胞D.初级卵母细胞或次级卵母细胞4、卵子的成熟部位和受精部位分别是（）A.卵巢、卵巢B.卵巢、输卵管C.输卵管、输卵管D.输卵管、子宫第28页,共63页，2024年2月25日，星期天三、受精1、概念:2、标志:3、场所:1、概念:指精子和卵子结合形成合子

(即受精卵)的过程。2、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在输卵管内完成的。第29页,共63页，2024年2月25日，星期天一)受精前的准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力4：过程.过程：第30页,共63页，2024年2月25日，星期天卵细胞结构第31页,共63页，2024年2月25日，星期天二）受精阶段

包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。哺乳动物受精过程示意图1)精子穿越放射冠和透明带顶体反应透明带反应(第一道)2)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)第32页,共63页，2024年2月25日，星期天穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。1、精子穿越放射冠和透明带第33页,共63页，2024年2月25日，星期天穿过透明带：几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障第34页,共63页，2024年2月25日，星期天2.精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子第35页,共63页，2024年2月25日，星期天3.原核形成：

雄原核形成和雌原核形成4.配子结合：

雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精完成标志第36页,共63页，2024年2月25日，星期天

精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。形成受精卵：第37页,共63页，2024年2月25日，星期天小结受精阶段:

精子穿越放射冠精子穿越透明带精子穿越卵黄膜

原核形成

配子结合顶体反应透明带反应（第一道）卵黄膜封闭作用（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页,共63页，2024年2月25日，星期天思考：

你认为受精卵中的遗传物质来自什么？

核遗传物质一半来自于精子一半来自于卵细胞，质遗传物质基本上全部来自于卵子。第39页,共63页，2024年2月25日，星期天受精的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和生物进化十分重要。第40页,共63页，2024年2月25日，星期天三.胚胎发育第41页,共63页，2024年2月25日，星期天1、卵裂期的特点：细胞分裂方式为_______细胞数目____每个细胞体积_____胚胎总体积_____或略有___DNA数目_____有机物总量_____有机物种类_____有丝分裂增加不增加缩小减小增加减少增加胚胎发育增加第42页,共63页，2024年2月25日，星期天受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：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，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂三.胚胎发育阶段滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔第43页,共63页，2024年2月25日，星期天胚胎发育过程注意几点：外胚层、中胚层、内胚层受精卵2、开始出现细胞分化的时期：3、原肠胚特点：（1）、两腔：原肠腔和囊胚腔（2）、三胚层：1、个体发育起点：囊胚时期（3）、分化程度：最大第44页,共63页，2024年2月25日，星期天原肠胚形成过程第45页,共63页，2024年2月25日，星期天原肠胚三胚层形成模式图第46页,共63页，2024年2月25日，星期天桑椹桑椹胚第47页,共63页，2024年2月25日，星期天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肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层———————内胚层——中胚层——原肠胚胚的发育：按照一定的次序向内运动受精卵——卵裂——囊胚原肠胚的形成第48页,共63页，2024年2月25日，星期天原肠胚3胚层的发育

内胚层消化道、呼吸道上皮

肝胰等腺体外胚层表皮及其附属结构

感觉器官、神经系统中胚层皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统内消呼胰肝；外表感神经；其余都为中胚层第49页,共63页，2024年2月25日，星期天1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析<讨论>答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。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。第50页,共63页，2024年2月25日，星期天3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。第51页,共63页，2024年2月25日，星期天巩固练习1精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠A．①②B．②③C．③④D．②④2．在受精过程中（）①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜③卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生A．①②⑤B．①④⑤C．②③④D．②④⑤BB第52页,共63页，2024年2月25日，星期天在动物胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成，但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明（）A.原肠胚末期已出现了组织分化和器官的形成B.细胞是全能的C.原肠胚末期出现了细胞分化D.原肠胚已出现了三个胚层C第53页,共63页，2024年2月25日，星期天当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期D.减数第二次分裂结束成熟C第54页,共63页，2024年2月25日，星期天关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是(

)(多选)A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。第55页,共63页，2024年2月25日，星期天下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（）A.细胞数目不断增多B.细胞的分裂方式是有丝分裂C.胚胎中DNA的总量增加D.每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小D第56页,共63页，2024年2月25日，星期天下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 （）A.受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官的分化B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化C.受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化D第57页,共63页，2024年2月25日，星期天桑椹胚是指（）A．含有一个充满液体的腔B．总体积大于受精卵C．受精卵不断分裂后形成D．外面无透