1、3.1 体内受精和早期胚胎发育,专题3 胚胎工程,学习目标 1.说出精子和卵子的形成过程及异同。 2.简述防止多精入卵的两道屏障的形成机制。 3.概述哺乳动物受精卵的发育过程以及桑椹胚、囊胚时期的特点。,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
2、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：体内受精和早期胚胎发育。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.胚胎工程的概念 (1)操作对象：动物 或 。 (2)处理技术：如 、胚胎移植、 、胚胎干细胞培养等技术。 (3)特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到 动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 (4)理论基础：
3、哺乳动物 和 发育的规律。 (5)实质：在体外条件下，对动物 和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。,一、胚胎工程的概念与精子、卵子的发生,早期胚胎,配子,体外受精,胚胎分割,雌性,受精,早期胚胎,自然受精,2.精子的发生 (1)场所：在 内完成。 (2)时期：从 开始到 衰退。 (3)过程,睾丸,初情期,生殖机能,第一阶段,精原细胞_ 多个精原细胞 复制和其他物质的合成 初级精母细胞,有丝分裂,染色体,第二阶段, 分裂 次级精母细胞 分裂,第三阶段,精子细胞, ,精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘 其他物质原生质滴，最后脱落,精子,变形,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,减数第一次,减数
4、第二次,3.卵子的发生 (1)场所：在雌性动物的 内完成。 (2)时期：动物的胚胎在 以后。 (3)过程,卵巢,性别分化,卵原细胞,有丝分裂、演变,时期：_ 场所： 内,胎儿期,卵巢,初级卵母细胞,减数第一次分裂,时间： 前后 场所： 内,排卵,卵巢,_和第一极体,减数第二次分裂,时间： 的过程中 场所：_,精子和卵子结合,输卵管,次级卵母细胞,卵子和第二极体,1.精子和卵子发生的比较,归纳总结,2.精子和卵子发生的6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)是由精(卵)原细胞经减数分裂形成的。 (2)精子变形时，细胞中很多结构都会消失，细胞核
5、和线粒体会保留下来，因为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。 (3)正常情况下，一个卵泡中只能形成一个卵子。 (4)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。,(5)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。 (6)多数哺乳动物的第一极体不再分裂，只能在卵细胞膜和透明带之间观察到2个极体。,例1 下列有关精子细胞变形形成精子的说法，正确的是 A.线粒体聚集形成顶体，以便供应能量 B.中心体浓缩成原生质滴 C.高尔基体与细胞核变成精子的头 D.高尔基体演变成尾,答案,解析 精子细胞的细胞
6、核变成精子头的主要部分；高尔基体发育为精子头部的顶体；中心体演变为精子的尾；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为原生质滴。,解析,例2 下列不是精子和卵子发生区别的是 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 B.M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量,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
7、有亲本体细胞一半数目的染色体。,答案,解析,1.概念： 和 结合形成 (即受精卵)的过程。 2.场所：雌性动物的 内。,二、受精,精子,卵子,合子,输卵管,3.过程,准备阶段,精子 ：在雌性动物的生殖道内完成 卵子的准备：发育到 才有受精能力,受精阶段,精子穿越放射冠( 反应) 穿越透明带( 反应：阻止多精入卵的第一道屏障) 进入卵细胞膜( 反应：阻止多精入卵的第二道屏障),获能,M中期,顶体,透明带,卵细胞膜,受精阶段,形成 雌、雄原核结合(受精完成的标志),原核,1.精子获能的机理 精液包括两部分：精子和精清(精浆)，精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法
8、获能。只有精液进入雌性动物的生殖道内时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子的抑制，才能使精子获得受精的能力。 2.受精的标志和受精完成的标志 卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体；受精完成的标志是雌雄原核融合形成合子。,归纳总结,3.受精过程中的三大反应“顶体反应”“透明带反应”“卵细胞膜反应”的比较 (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 顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质，使精子穿越放射冠。 透明带反应是防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏
9、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。,4.受精卵中遗传物质的来源 受精卵的遗传物质中，核遗传物质(染色体中的DNA)一半来自精子，一般来自卵子，细胞质中的遗传物质(线粒体中的DNA)几乎全部来自卵子。,例3 (2015四川，2)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是 A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的 B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质 C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性 D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来
10、自母方,答案,解析,解析 顶体内储存的溶酶体酶的化学本质是蛋白质，是在精子的核糖体上合成的，A错误； 精子游向卵子所需能量由细胞呼吸产生的ATP供给，而细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，B正确； 顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性，C错误； 受精卵的染色体一半来自于父方，另一半来自于母方，核基因父母双方各占一半，但受精卵的细胞质几乎全部来自于母方，质基因也几乎全部来自于母方，D错误。,解析 大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，穿过放射冠的精子立即与透明带接触；透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障；精子
11、外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂。,例4 下列关于受精过程的叙述，错误的是 A.获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B.透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C.精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D.雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂,答案,解析,1.早期胚胎发育的过程,三、胚胎发育,卵裂期,囊胚,2.各阶段的特点 (1)卵裂期：细胞分裂方式为 ，细胞的数量不断 ，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。 (2)桑椹胚：细胞数目达到 个左右，每个细胞都是 。,有丝分裂,增加,32,全能细胞,(3)囊胚：细胞开始出现分化， 将来
12、发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成 ，随着胚胎的进一步发育，出现 腔。 (4)原肠胚：内细胞团表层的细胞形成 ，下方的细胞形成 ，出现 腔。,内细胞团,胎膜和胎盘,囊胚,外胚层,内胚层,原肠,1.个体发育过程图解,归纳总结,(1)胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，此时胚胎开始发育，即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。 (2)孵化：囊胚期的囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为孵化。 (3)原肠胚阶段是个体发育过程中分化能力最高的阶段，细胞已分化形成外、中、内三个胚层，但应注意
13、细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。 (4)早期胚胎发育的营养物质来自卵黄，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。,2.卵裂期细胞或物质的变化规律,例5 在如图所示的过程中，哪一事件在29阶段没有发生,A.细胞体积减小 B.细胞内有机物总量增加 C.细胞有丝分裂 D.细胞分化,答案,解析,解析 题图中29阶段表示的是胚胎发育过程，胚胎发育过程是细胞有丝分裂和细胞分化的结果。受精卵发育到囊胚过程中，随着细胞数目的增多，细胞体积减小。该过程中有机物总量会有所减少。,例6 实验证明，下列胚胎发育到哪一阶段时，每一个细胞都属于全能干细胞 A.桑椹胚以前 B.囊胚以后 C.原肠胚以前 D.孵化或出生前的胚胎
14、,答案,解析 桑椹胚以前的细胞还没有分化，每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。,解析,学习小结,输卵管,准备,受精,桑椹,囊胚,达标检测,1.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子,1,2,3,4,5,答案,解析 卵细胞受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体。,解析,2.精子获能与下列哪项有关 A.精子的尾部摆动 B.呼吸作用 C.雌性生殖道的运动 D.雌性生殖道中某种物质的作用,答案,1,2,3,4,5,解析 精液由精子和精清两部分组成，精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中精子无法获能，只有当交配后，精液进入雌性动物生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除
15、对精子获能的抑制，才能引起精子获能。,解析,3.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.,解析,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,4.以下关于桑椹胚的说法不正确的是 A.胚胎细胞达到1632个时，形似桑椹 B.每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性 C.良种母牛体内处于此时期的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性 D.是由受精卵经有丝分裂产生的,答案,解析 良种母牛体内的桑椹胚是由受精卵发育而成的，受精卵经过有丝分裂形成的
16、各细胞基因型相同，由它们克隆而成的小牛的性别也相同，但不一定都是雌性，这要根据一开始此受精卵的性染色体组成情况而定。若受精卵为XY型，则全为雄性；若受精卵为XX型，则全为雌性。,解析,1,2,3,4,5,5.回答下列有关人体发育的几个问题： (1)受精卵的有丝分裂，称为_，所产生的子细胞构成的实心胚称_ _，实心胚进入子宫腔后，内部出现含有液体的囊腔叫_，此时的胚胎称_。 (2)囊胚表面是单层扁平细胞，称_，将来发育成_ _；在腔的一端有一团细胞，称_，将来发育成_ _。 (3)成熟的生殖细胞包括_和_，均为仅有_条染色体的单倍体细胞，其中_条是性染色体。,解析,卵裂,桑,椹胚,囊胚腔,囊胚,滋养层细胞,胎儿的胎膜,和胎盘,内细胞团,胎儿的各,种组织,精子,卵细胞,23,1,答案,解析 桑椹胚为实心的胚体，细胞具有全能性。囊胚内部出现囊胚腔，沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的一层细胞为滋养层，将来发育成胎儿的胎膜和胎盘。聚集在胚胎一端、个体较大的细胞为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。精子和卵细胞内染色体数目减半，仅为23条，其中有1条为性染色体。,1,2,3,4,5,