1、第一节第一节 受精和胚胎发育受精和胚胎发育 学习导航 1.结合教材 P7273，概述哺乳动物的精子和卵子的发生过程。2.结合教材 P7475， 说出哺乳动物的受精过程。 3.结合教材 P7577， 概述哺乳动物胚胎发育的基本过程及主要特点。 重难点击 1.哺乳动物的精子和卵子的发生过程。2.哺乳动物的受精过程。3.哺乳动物胚胎 发育的基本过程。 方式一 黑脚雪貂目前已成为世界上濒危的哺乳动物之一。成年黑脚雪貂平均身长 0.5 米， 体重 1 千克，毛色浅黄。美国史密森国家动物园科学家利用两只死亡多年的雄性雪貂的冷冻 精液，通过人工授精，成功培育出了两只雪貂宝宝，所用精液采集于 1997 年和
2、1998 年并被 冷冻保存长达 10 年之久。 雪貂宝宝的培育成功， 为这种世界上濒临灭绝的哺乳动物的保护提 供了有效方法。动物的精子是怎样形成的？雪貂宝宝经过了怎样的发育过程呢？请进入本节 的学习。 方式二 英国人 W 希普于 1890 年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个 4 细胞胚胎移植到一只 毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内，结果生出两只纯种的安哥拉兔。这是世界上第一 例胚胎移植，胚胎工程由此创始。什么是胚胎工程呢？胚胎工程的操作对象、技术手段、理 论基础分别是什么？想了解这些，就让我们先来学习这一节：受精和胚胎发育。 一、哺乳动物生殖细胞的发生一、哺乳动物生殖细胞的发生 1精子的发生
3、 (1)场所：哺乳动物睾丸的曲细精管。 (2)时期：性成熟后。 (3)过程： 曲细精管内壁上的每个初级精母细胞经过减数分裂形成 4 个精细胞， 再经过分化(变 形)过程形成精子。该过程需要支持细胞提供营养，精子形成后进入曲细精管的管腔中。 (4)变形 精子细胞 细胞核精子头的主要部分 高尔基体头部的顶体 中心体精子的尾 线粒体聚集在中段形成线粒体鞘 其他物质原生质滴最后脱落 精子包括头、中段、尾如图) 2卵子的发生 (1)场所 在雌性动物的卵巢内发生、输卵管内完成。 (2)时间 初级卵母细胞的形成在胎儿期；减数第一次分裂是在排卵前完成的；减数第二次分裂是在精 子和卵子结合的过程中完成的。 (3
4、)完成下列卵子的发生和成熟示意图 结合下面哺乳动物精子和卵细胞的发生及成熟的图解，探究以下问题： 1精子的发生 (1)精子形成分哪三个阶段？发生的主要变化分别是什么？ 答案 阶段 主要变化 第一阶段 精原细胞形成初级精母细胞 第二阶段 含单倍染色体的精细胞形成 第三阶段 精细胞变形成为精子 (2)精子变形时，细胞中很多结构都会消失，为什么细胞核和线粒体会保留下来？ 答案 细胞核是精子遗传物质的储存场所，而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要 场所。 2卵子的发生 (1)一个卵泡中能形成几个卵子？ 答案 一个。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 答案 排卵是指卵子从卵
5、泡中排出。 (3)刚排出的卵子是成熟的卵子吗？ 答案 刚排出的卵子尚未完全成熟，有的处于减数第一次分裂时期，如马；有的处于减数第 二次分裂时期，如羊、猪。 3精子和卵子发生的比较 项目 精子发生 卵子发生 区 别 场所 睾丸曲细精管 卵巢(M)、输卵管(M) 时间 性成熟后 性别分化后开始，卵泡的形成和 在卵巢内的储备是在出生前完成 的，减数第二次分裂是在精子和 卵子结合的过程中完成的 过程 特点 M和 M是连续的，需 变形； 细胞质均等分配 M和 M是不连续的，不需 变形； 细胞质不均等分配 结果 形成 4 个精子 形成 1 个卵子和 3 个极体 相同点 原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂；
6、产生精子和卵子的方式均为减数分裂。该过程中均经过一次 染色体复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半 1下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答下列问题： (1)图中 A 是_，B 是_，E(过程)是指_，阶段 C 是指个体发 育的_(时期)，阶段 D 是指个体发育的_(时期)。 (2)当观察到第二极体时，可以表明_ _。 (3)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_ (填序号)。 问题导析 (1)回顾知识：卵子发生的过程为： ； 卵子发生的场所是卵巢。 (2)明确图中数字和字母的含义：图中为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一 步演变为初级卵母细胞；为减数分裂，只有在受精后，次级卵母细胞
7、才能最终完成减 数第二次分裂，因此 E 是受精，B 是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期后 开始的，因此阶段 C 为胎儿期，阶段 D 为初情期后。 答案 (1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后 (2)卵子已经完成了受精 (3) 一题多变 精子开始形成的时期是_，精子形成过程中不同于上图卵子形成过程的最主要区别是 需要_， 精子形成过程保留下来的主要结构是_和_。 答案 初情期 变形 细胞核 线粒体 易错提醒 精子和卵子发生的 4 个易错点分析 (1)性原细胞与精子、卵子的产生方式不同。性原细胞经有丝分裂产生；精子(卵子)由精(卵) 原细胞经减数分裂形成。 (2)精子和卵子的发
8、生时间是不同的。雌性动物卵泡的形成和在卵巢中的储备，是在出生前完 成的，雄性动物发育到初情期开始产生精子。 (3)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 (4)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的排出的可能是初级卵母细胞(如马、犬等)，有的 可能是次级卵母细胞(如猪、羊等)。 二、体内受精二、体内受精 1精子的获能：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，从而 获得受精能力的过程。 2受精的过程 3受精的实质：卵子的细胞核与精子的细胞核融合。 4 阻止多个精子同时受精的屏障： 卵子外面的透明带和卵细胞膜发生变化而不再接受其他精 子进入。 5受精的标志：观察到
9、卵细胞膜和透明带之间有两个极体。 根据下面哺乳动物受精过程示意图，探究以下问题： 1准备阶段 刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？ 答案 不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟到减数第二次分裂中期才 能受精。 2受精过程 (1)精子和卵子在什么部位结合？结合的标志是什么？ 答案 精、卵在输卵管内结合。结合的标志是卵细胞膜和透明带之间出现两个极体。 (2)受精过程中防止多精入卵的屏障有哪些？其意义是什么？ 答案 防止多精入卵的屏障有两个：透明带反应、卵细胞膜反应。其意义是保证子代细胞中 染色体数目正常。 (3)受精完成的标志是什么？ 答案 雌、雄原核融合形成合子标
10、志着受精完成。 归纳总结 区分“顶体反应”“透明带反应”“卵细胞膜反应”的方法 (1)从发生时间看 顶体反应发生在精子与卵子相遇时。 透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间。 卵细胞膜反应发生在精子入卵后。 (2)从生理作用看 顶体反应是释放出顶体酶，溶解卵子外围的放射冠(由卵丘细胞构成的放射状结构)及透明 带。 透明带反应是防止多个精子穿过透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障。 卵细胞膜反应也可防止其他精子入卵，是防止多精入卵受精的第二道屏障。 2在受精过程中，下列说法正确的是( ) 精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次
11、成熟分裂 精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌 原核 透明带反应防止了多精子入卵受精的发生 A B C D 问题导析 (1)受精过程包括：精子穿过放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子 结合。 (2)防止多精入卵受精的两道屏障：透明带反应、卵细胞膜反应。 答案 B 解析 在受精过程中，精子与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵子外围的放射冠及 透明带，之后与卵细胞膜接触，随即产生阻止后来精子进入透明带的反应；当精子接触卵细 胞膜后，卵细胞膜立即发生阻止其他精子再进入卵内的生理反应；在受精过程中，卵子已经 完成了 M分裂，且处于 M分裂中期，只有完成受精作用后，才继续完成 M分裂，受精
12、 后精子和卵子的核膜都破裂，之后形成的雄原核、雌原核再融合在一起，即形成合子。 3如图是某种哺乳动物生殖和发育的过程图解，请据图回答下列问题： (1)写出 A、B 所示生理过程的名称：A_； B_。 (2)在 A 过程中卵子的形成需要经过两次分裂， 减数第一次分裂是在雌性动物_前后完 成的，减数第二次分裂是在_过程中完成的；精子细胞需变形才能成为成熟的精子， 精子细胞的_变为精子头部的主要部分， _发育为精子头部的顶体， _ 演变为精子的尾。 (3)B 过程是在雌性动物的_中完成的。精、卵结合过程中，阻止多精子入卵的两道屏 障分别是_和_。 (4)在 C 过程中，细胞分裂的方式是_分裂。 答案
13、 (1)减数分裂 受精 (2)排卵 精、卵结合 细胞核 高尔基体 中心体 (3)输卵管 透明带反应 卵细胞膜反应 (4)有丝 一题多变 精子各部分结构在受精过程中分别有什么作用？ 答案 顶体：顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路；头：精卵结合后，控制遗 传特性和代谢活动；尾：运动，使精子穿越放射冠、透明带到达卵细胞膜；线粒体鞘： 为尾部运动提供能量。 易错提醒 受精过程认识的三个误区 (1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。 (2)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而受精完成的标志为雌、雄原核 的融合。 (3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，
14、而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原 核膜已破裂。 三、哺乳动物胚胎发育的基本过程三、哺乳动物胚胎发育的基本过程 1胚胎发育的含义 指受精卵发育成幼体的过程， 包括桑椹胚、 囊胚、 原肠胚、 胚层分化和胚体形成等主要阶段。 2人的胚胎发育注：( )中填发育场所 早期胚胎发育从受精卵开始到原肠胚，结合下图探究以下问题： 1胚胎发育的起点是受精卵。 2受精卵最初发育的场所是输卵管。 3桑椹胚阶段前的细胞在发育上都有什么特点？ 答案 桑椹胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 4胚卵期特点 项目 变化 细胞数量 增加 每个细胞体积 减小 DNA 总量 增加 每个细胞内的 D
15、NA 总量 不变 有机物总量 减少 物质种类 增加 所含能量 减少 5.囊胚与原肠胚的比较 项目 分化特点 囊胚 出现细胞分化和囊胚腔 原肠胚 进一步分化成内胚层、外胚层，具有原肠腔 归纳总结 胚胎发育过程图解 4下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法中正确的是( ) A图中过程表示胚胎发育，胚胎发育是在子宫中进行的 B受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大 C桑椹胚期的胚胎从透明带中伸展出来，称为孵化 D过程的细胞分裂方式是有丝分裂 问题导析 (1)胚胎发育是指受精卵发育成为幼体，卵子和精子在输卵管中完成受精后，发 育也就开始了，因此胚胎发育的初期是在输卵管中进行的。 (2)受精卵卵裂过
16、程中，分裂后的每个细胞的体积越来越小。 (3)早期胚胎发育过程中，囊胚期由于细胞增殖使细胞数量增多，且出现了囊胚腔，因此体积 进一步扩大，会从透明带中伸展出来，这一过程叫做孵化。 答案 D 一题多变 如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题： (1)本题图中 A、B、C 三个阶段中，对应上题图过程中囊胚和原肠胚的是_。 (2)写出图中各标号的名称： 2_， 4_， 5_， 7_， 8_。 (3)A 时期的细胞具有发育上的_性，B 时期开始出现_，C 时期开始出现 _。 (4)2将来发育成_。 (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只能由一个精子和一个卵子结合的生理基础是
17、 _。 答案 (1)B、C (2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)全能 细胞分化 胚 层分化 (4)胎儿的各种组织 (5)透明带反应和卵细胞膜反应 解析 (1)图中 A 是桑椹胚， B 是囊胚， C 是原肠胚。 (2)图 B 中1是滋养层， 2是内细胞团， 3是透明带，4是囊胚腔；图 C 中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。 (3)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚期开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原 肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团 将来发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。(5)受精时
18、的透明带反应和 卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。 易错提醒 早期胚胎发育认识的三个误区 (1)误认为子宫是唯一的发育场所。受精卵形成后即在输卵管内开始进行有丝分裂，输卵管为 受精卵发育的最初场所。 (2)误认为胚胎发育过程中胚胎体积一直在增大。卵裂时期胚胎总体积基本不变，每个细胞的 体积在减小。 (3)误认为胚胎发育过程中有机物总量在增加。早期胚胎发育消耗卵细胞提供的营养物质，有 机物总量减小，但有机物种类增加。 1下列不是精子和卵子发生的区别的是( ) A初级精母细胞和初级卵母细胞在个体发育过程中的形成时间 BM和 M的时间连续性 C成熟生殖细胞是否经过变形 D成熟生殖细胞中染色体的数
19、量 答案 D 解析 初级精母细胞是在雄性动物初情期开始后由精原细胞分裂形成，而初级卵母细胞是在 胎儿期形成的；精子的形成过程中减数分裂是连续的，卵子产生时先通过 M形成次级卵母 细胞，在精子和卵子结合过程中才完成 M；精子形成还需要变形，卵子不需要变形；成熟 的精子和卵子都是减数分裂形成的，都含有亲本体细胞一半数目的染色体。 2下列过程中，哪些发生在精子入卵后( ) 精子继续完成减数第二次分裂 精子发生顶体反应 发生卵细胞膜反应 卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核 A B C D 答案 A 解析 3下列关于哺乳动物体内受精的叙述，正确的是( ) A在精子形成过程中，只有细胞核和线粒体保留下来
20、B受精一般是在输卵管内完成的，而胚胎的发育一直是在母体子宫内进行的 C精子和卵子受精时，两者均已完成了减数分裂 D精子接触卵细胞膜时，会发生透明带反应 答案 D 解析 在精子形成的过程中，细胞核变成精子头的主要部分，高尔基体发育为头的顶体，中 心体演变成精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩成原生 质滴；体内受精是在输卵管里进行的，早期胚胎有一段时间的发育是在输卵管内进行的，但 主要是在母体子宫里进行发育的；在精子和卵子受精精子入卵后，被激活的卵子才完成 减数第二次分裂。 4能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( ) A受精卵卵裂囊胚原肠胚组织器官的分化 B卵卵裂囊胚原
21、肠胚组织器官的分化 C受精卵囊胚原肠胚幼体 D受精卵桑椹胚囊胚原肠胚组织器官的分化 答案 D 5某高等生物生殖发育周期如下图所示，请据图回答下列问题： (1)生物个体发育是从_开始的，主要进行_分裂，发育成熟后，通过 _产生配子。 (2)图中 B 过程是_，哺乳动物的该过程是在_中进行的。 (3)A、B 两过程的重要意义是_ _。 答案 (1)受精卵 有丝 A 减数分裂 (2)受精 输卵管 (3)保持生物亲代和子代体细胞 中染色体数目的恒定，对生物的遗传和变异具有重要意义 解析 (1)受精卵是生物个体发育的起点， 发育过程中主要进行有丝分裂，成熟个体通过 A 过 程，即减数分裂产生配子。(2)B 指受精过程，哺乳动物的受精过程是在雌性动物的输卵管中 进行的。(3)受精作用保证了亲子代体细胞中遗传物质的相对稳定，对生物的遗传和变异具有 重要意义。