高中生物選修三體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育

1、魯西黃牛是我國(guó)名貴牛種之一，其體軀高大，結(jié)構(gòu)勻稱，健壯威武，肉用價(jià)值高，聞名海內(nèi)外,請(qǐng)同學(xué)們思考： 應(yīng)用什么技術(shù)能在一年內(nèi)繁殖多頭這樣 的魯西黃牛？,自然繁殖（一年）,胚胎移植,,（一年）,專題 胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿

2、足人類各種需求。,操作對(duì)象：早期胚胎或配子技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律,一、精子的發(fā)生,3、過(guò)程：,1、場(chǎng)所:2、時(shí)期:,睪丸,,,初情期,生殖機(jī)能衰退,分三個(gè)階段,精原細(xì)胞（2N),,有絲分裂,初級(jí)精母細(xì)胞,,次級(jí)精母細(xì)胞,精子細(xì)胞,,,精子,MⅠ,,第一階段,,第二階段,,第三階段,M

3、Ⅱ,精子發(fā)生的過(guò)程,多個(gè)精原細(xì)胞,染色體復(fù)制,變形,,,,,,,,,,,,（2N),（N),（N),（N),,,,,,,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(xì)胞質(zhì)濃縮,E、精子的形成,,原生質(zhì)滴,,尾,,線粒體鞘,,頂體,精子細(xì)胞變形成精子,______變?yōu)榫宇^的主要部分；_______ 發(fā)育為頭部的頂體；_______演變?yōu)榫拥奈玻籣______形

4、成線粒體鞘；其它物質(zhì)濃縮成_______（球形）。,第三階段：變形,細(xì)胞核,高爾基體,中心體,線粒體,原生質(zhì)滴,便于運(yùn)動(dòng)——“減負(fù)”,精子細(xì)胞變形中的主要變化：,4、精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動(dòng)物的體形大小___。,頭 頸 尾,相似,不同 無(wú)關(guān),提示：不是。其一，在自

5、然繁殖的條件下，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對(duì)精子進(jìn)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(dá)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問(wèn)題討論:,提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參

6、與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)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(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。,2.精子細(xì)胞變成精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)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？,二、卵子的發(fā)生,1、場(chǎng)所：,卵巢,,2、時(shí)期：,胚胎性別分化以后,,卵巢中有卵泡，每個(gè)卵泡中有一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞。,

7、卵子結(jié)構(gòu)圖,有絲分裂,初級(jí)卵母細(xì)胞,生長(zhǎng)，透明帶生成,,,時(shí)間：排卵前后地點(diǎn)：卵泡,時(shí)間:受精時(shí)地點(diǎn):輸卵管,次級(jí)卵母細(xì)胞 +,合子和第二極體,第一極體,,,,初情期后,,馬,綿羊牛豬,排卵,,,地點(diǎn)：卵巢,,3.過(guò)程,,,卵子受精的標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。,1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從

8、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，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過(guò)程。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(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。,答：是指卵子從卵泡中排出。,討論：,精子與卵子的發(fā)生比較,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(gè)精子細(xì)

9、胞,1個(gè)卵細(xì)胞3個(gè)極體,變形,不變形,哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前完成的；而精子是從初情期開(kāi)始的,評(píng)價(jià)練習(xí)：,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(xì)胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)的培育,2.有一個(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A1、B與B1兩對(duì)同源染色體，它形成的含有AB的配子有 （ ）,A.1個(gè) B.0或1個(gè)

10、 C.2個(gè) D.4個(gè),D,B,3、下列關(guān)于精子的說(shuō)法，不正確的是（ ）A 精子的發(fā)生從初情期開(kāi)始B 它與卵細(xì)胞的受精發(fā)生在子宮內(nèi)C 精子細(xì)胞變形為精子時(shí)保留的細(xì)胞器主要是線粒體D 精子細(xì)胞變形為精子時(shí)細(xì)胞內(nèi)的一些物質(zhì)最后脫落4、下列有關(guān)卵子產(chǎn)生的說(shuō)法中，正確的是（ ）A 哺乳動(dòng)物卵泡的形成是在初情期B 排出成熟卵細(xì)胞的過(guò)程即為排卵C

11、卵子形成是的分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成D 卵子產(chǎn)生中的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子的結(jié)合 過(guò)程中完成的,B,D,三、受精,1、概念:,2、標(biāo)志:,3、場(chǎng)所:,指精子和卵子結(jié)合形成合 子 (即受精卵)的過(guò)程。,在卵黃膜和透明帶的間隙 觀察到兩個(gè)極體時(shí)。,輸卵管。,4、過(guò)程,,受精前的準(zhǔn)備階段,受精階段,,準(zhǔn)備階段1：精子獲能,準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備,精子在雌性動(dòng)物

12、生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。,卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時(shí)，才具備受精能力。,受精階段:（1）.精子穿越放射冠和透明帶 a.頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞群,b.穿過(guò)放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。,（2）.精子進(jìn)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,（3）.原核形成： 雄原核形成和雌原核形成,（4）.配

13、子結(jié)合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵),受精完成標(biāo)志,受精階段,包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。,哺乳動(dòng)物受精過(guò)程示意圖,1)精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)(第一道),2)精子進(jìn)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(jié)合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),經(jīng)過(guò)種種障礙的精子終于與卵子相遇,,精子試圖進(jìn)入卵子,此時(shí), 精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了, 我們還可以看到

14、它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭, 在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。,受精的意義：,維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 對(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。,1、精子與卵子結(jié)合過(guò)程中穿越的兩道屏障是 （ ） ①頂體反應(yīng) ②透明帶反應(yīng) ③卵黃膜封閉作用 ④精子穿越放射冠 A． ① ② B．② ③ C． ③ ④

15、 D． ②④,B,評(píng)價(jià)練習(xí)：,2．在受精過(guò)程中 （　　 ）①精子必須發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶 ②頂體酶可使精子穿過(guò)放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜 ③卵細(xì)胞恢復(fù)并很快完成了第一次減數(shù)分裂 ④精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌原核 ⑤ 透明帶反應(yīng)防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生 A．①②⑤　 B．①④⑤　　 C．②③④　 D．②④⑤,B,3、當(dāng)卵細(xì)胞達(dá)

16、到（ ）時(shí)期時(shí)，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(jié)束成熟,C,4、下列說(shuō)法正確的是（ ）A、成熟精子遇到卵子便可以發(fā)生受精作用B、排出成熟卵子的過(guò)程即為排卵C、卵子形成時(shí)分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成的D、卵子產(chǎn)生中的減數(shù)第二次分裂是在精子

17、 和卵子的結(jié)合過(guò)程中完成的,D,5、精子入卵后，發(fā)生的變化是（多選） （ ） A、精子完成第二次減數(shù)分裂，形成雄原核 B、精子發(fā)生頂體反應(yīng) C、激發(fā)透明帶反應(yīng) D、卵子完成第二次減數(shù)分裂，形成雌原核,CD,,,,,胚胎發(fā)育,胚后發(fā)育,幼體,性成熟個(gè)體,,受精卵,動(dòng)物個(gè)體發(fā)育的大致過(guò)程,根據(jù)胚胎

18、形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個(gè)階段：,受精卵,桑椹胚,原腸胚,幼體（胎兒）,,,,卵裂期,,四、胚胎發(fā)育,囊胚,圖解,,1、胚胎發(fā)育的過(guò)程,1、胚胎發(fā)育的過(guò)程,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(jìn)行有絲分裂，細(xì)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(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細(xì)

19、胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂,胚胎發(fā)育,,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔,卵裂期:,細(xì)胞分裂方式為_(kāi)_______細(xì)胞數(shù)目_________每個(gè)細(xì)胞體積_________胚胎總體積______或略有______DNA數(shù)目________有機(jī)物總量_______有機(jī)物種類_________,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減少,增加,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,桑 椹,桑椹胚,桑椹胚前

20、的每一個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞，稱為胚胎干細(xì)胞。,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,,囊胚期,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)，胚胎可通過(guò)這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),囊胚腔,囊胚的形成,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,,滋養(yǎng)層

21、外胚層中胚層內(nèi)胚層,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原腸胚,———————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(yùn)動(dòng),受精卵——卵裂——囊胚,原腸胚的形成,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,原腸胚,外胚層,,中胚層,,內(nèi)胚層,,桑椹胚,,原腸腔,,1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到

22、母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應(yīng)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(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。,3.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說(shuō)明。,提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物自然條件

23、下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識(shí)了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，才使卵母細(xì)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(xì)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(chǔ)研究成果。,易錯(cuò)分析： 1.對(duì)胚胎工程中一些說(shuō)法辨析不清 (1)精子發(fā)生場(chǎng)所——睪丸曲細(xì)精管; 卵子的發(fā)

24、生場(chǎng)所——卵巢和輸卵管; 受精場(chǎng)所——輸卵管; 胚胎發(fā)育場(chǎng)所——輸卵管和子宮。 (2)精子發(fā)生時(shí)間及特點(diǎn)——初情期后，兩次分裂連續(xù)進(jìn)行；卵子發(fā)生時(shí)間及特點(diǎn)——胚胎性別分化以后，兩次分裂不連續(xù)。 (3)受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志不是一回事。,(4)胚胎發(fā)育過(guò)程中開(kāi)始分化的階段是囊胚,可以移植或分割的階段為桑椹胚和囊胚。 (5)防止多精入卵的兩道屏障的名稱——透明帶反應(yīng)和卵黃膜的封閉作用。 (6)體外受精易怱視“精子

25、獲能”和“卵子成熟”問(wèn)題。,2.對(duì)卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清 (1)卵裂階段的細(xì)胞分裂方式——有絲分裂。 (2)受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個(gè)細(xì)胞體積減少。 (3)伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。 (4)該過(guò)程中有機(jī)物總量減少，因?yàn)橐恢焙粑牡粡耐饨缥铡?1、下列有關(guān)哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育早期的卵裂期過(guò)程的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）

26、A. 細(xì)胞數(shù)目不斷增多 B. 細(xì)胞的分裂方式是有絲分裂C. 胚胎中DNA的總量增加D. 每個(gè)細(xì)胞的DNA含量不斷增加，細(xì)胞全能性變小,評(píng)價(jià)練習(xí)：,D,2、研究表明，大多數(shù)動(dòng)物如蛙的受精卵在卵裂期隨著卵裂的進(jìn)行胚胎的體積并不增大，但胚胎細(xì)胞核的總質(zhì)量與細(xì)胞質(zhì)的總質(zhì)量（核/質(zhì)）比值卻發(fā)生變化。下列符合卵裂期核質(zhì)質(zhì)量比值變化趨勢(shì)的示意圖是( ),,B,A,C,D,A,（09海南卷）26（選修3：現(xiàn)代生物科技專題）請(qǐng)回答