体内受精和早期胚胎发育课件-高二下学期生物人教版选修3

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。——胚胎工程的建立（科学史）早期胚胎或配子操作对象哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律理论基础技术手段胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育一.精子和卵子的发生（一）精子的发生1.场所:在

内的

中完成的。2.时期:(雄性动物)从

到

。睾丸曲细精管初情期生殖机能衰退方式：减数分裂3.精子发生的过程:（大致分为三个阶段）精原细胞多个精原细胞初级精母细胞有丝分裂染色体复制和其他物质的合成次级精母细胞精子细胞MⅡ精子变形第一阶段初级精母细胞的形成第二阶段精子细胞的形成第三阶段变形MⅠMⅠ与MⅡ是连续进行的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(尾的基部)原生质滴(最后脱落)精细胞的变形外形似蝌蚪，分__、__、__三大部分。不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体型大小____。相似不同

无关精子的形态头颈尾提示：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？思考提示：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？1.发生部位：2.时间：

卵巢一.精子和卵子的发生（二）卵子的发生胎儿期性别分化之后和初情期后注意：初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了减数第一次分裂的前期，并停留在前期不再发育。直到女孩进入性成熟时期。此时约有400000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。只有420个能发育成卵。在这420个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，最早的一个是等待15年，而最后的一个是等待了50年才重新发育的。胎儿期卵泡＝卵泡细胞＋初级卵母细胞排出的卵

放射冠（卵丘细胞）透明带第一极体卵细胞膜核卵丘细胞卵泡液卵巢、卵泡和卵子的关系胎儿期卵原细胞有丝分裂增加数量染色体复制初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡3.卵子发生的过程:初情期后初级卵母细胞生长透明带形成初级卵母细胞卵细胞膜透明带次级卵母细胞+第一极体合子+第二极体MⅡMⅠ马、犬排卵受精绵羊牛猪指卵子从卵泡中排出进入输卵管排出的卵是___________初级卵母细胞排出的卵是__________次级卵母细胞透明带与卵细胞膜之间有___极体卵子受精的标志2个MⅠ与MⅡ是不连续进行（多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂）初级卵母细胞的形成在胎儿期，初级卵母细胞再次发育在初情期后；减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。1.发生部位：2.时间：卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）一.精子和卵子的发生（二）卵子的发生胚胎时期，卵原细胞经有丝分裂，增加数量，并演变成初级卵母细胞。青春期后，初级卵母细胞分批发育，在排卵前后完成第一次成熟分裂，生成一个体积较大的次级卵母细胞和第一极体。在受精时精子穿入的激发下，次级卵母细胞完成第二次成熟分裂，形成一个成熟的卵子和两个极体。胎儿期初情期后卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞第一极体

合子二个极体初级卵母细胞2N2NN2N3.卵子发生的过程: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？刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。排卵是指卵子从卵泡中排出。思考精子发生卵子发生场所时期过程特点联系从初情期到生殖机能衰退卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）睾丸的曲细精管胎儿期初情期后MⅠ与MⅡ连续MⅠ与MⅡ不连续原始生殖细胞均进行有丝分裂；生殖细胞成熟均为减数分裂。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。不需变形需变形细胞质均等分配细胞质不均等分配比较精子和卵子的发生过程总结精子和卵子在发生上的重要区别是什么？哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是胎儿出生前完成的，而精子的形成则在初情期。对比归纳1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2.场所：输卵管受精部位二.受精资料：张明觉(台，美籍华人)

发现问题：用各种方法处理兔附睾中的精子，无法实现体外受精。什么原因？

观察现象：精子在雌性动物生殖道内运行的时间不长，但必须经过这一时段才能受精。

得到启示：精子在雌性生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力。——1951年，张明觉和奥斯汀发现了“精子获能”现象

研究价值：找到精子在体外获能的物质，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。（1）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:卵子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卵子在受精前也有类似于精子获能的过程，其中卵泡液的作用不可忽视。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，但都要在输卵管中进一步成熟。3.受精过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段（2）受精阶段：排卵12-24小时，在输卵管壶腹部精子和卵子相向运动3.受精过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段获能后的精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠；精子接触透明带，顶体酶随后将透明带溶出孔洞并穿过透明带，然后接触卵细胞膜；精子头部膨胀，尾部脱落，原有核膜破裂，精子形成新的核膜，最后形成雄原核；同时卵子完成第二次成熟分裂，释放第二极体，形成雌原核；雌雄原核形成；雌雄原核充分发育，相向移动，彼此接触，核膜消失，两个原核融合，形成一个合子（受精卵），至此受精过程结束。受精卵第一次卵裂即将开始。透明带反应卵细胞膜反应释放顶体酶，直接溶解卵丘细胞之间物质雄原核雌原核受精过程当精子与卵细胞膜接触时，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵；①精子穿越放射冠和透明带顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障②精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障③原核形成：雄原核形成和雌原核形成④合子形成：雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精阶段——四步曲卵子受精的标志：当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精。受精过程完成的标志:雌雄原核形成合子，是受精完成的标志。对比归纳防止多精入卵受精的第一道屏障是？防止多精入卵受精的第二道屏障是？透明带反应：精子接触卵细胞膜的瞬间，产生阻止其他精子进入透明带的反应。卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，阻止其他精子再进入卵内。防止多精入卵的屏障总结（1）恢复染色体数目（二倍体）（2）决定性别遗传:Y+X→

X+X→

（3）激活卵细胞，启动卵裂4.受精作用的意义受精卵（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。：这一阶段前的每一个细胞都是全能细胞，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。滋养层细胞：将来发育成胎膜和胎盘：在输卵管进行有丝分裂，开始发育滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔二细

胞期四细

胞期八细

胞期桑椹胚三.胚胎发育内细胞团：将来发育成胎儿各组织

原肠胚

（内含原肠腔）胎儿形成滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔原肠胚的主要特点？具有原肠腔（不断扩大）、囊胚腔（逐渐缩小）和三胚层外胚层

表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官内胚层

消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体中胚层

皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层延伸原肠胚三胚层的发育细胞分化开始于囊胚期，原肠胚阶段是早期胚胎发育中分化达到最大限度的阶段，细胞分化贯穿在整个个体发育过程中。总结1.哪个阶段以前的细胞为全能细胞？2.哪个阶段的细胞开始分化？哪个阶段分化程度最高？3.何种结构将来发育成胎儿的各种组织？4.胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？5.什么是全能细胞？什么时期的细胞是全能细胞？6.什么叫孵化？桑椹胚以前囊胚、原肠胚内细胞团滋养层囊胚扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫孵化。思考二细胞期四细胞期八细胞期桑椹胚原肠胚囊胚胚胎发育过程胚胎发育的场所：输卵管、子宫巩固练习1、下列有关哺乳动物精子和卵子的发生以及受精作用的叙述，正确的是（）A.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用B.排卵就是排出成熟卵子的过程C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成D.卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体2、如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是（）A.图中①过程表示胚胎发育B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大C.桑椹胚进一步发育，细胞开始出现分化D.原肠胚阶段的细胞都是全能细胞DC巩固练习3、如图表示某哺乳动物的受精卵发育至桑椹胚过程中，DNA总量，每个细胞体积、所有细胞总极体之后、有机物总量的变化趋势，其中正确的是（）A.①②B.①③C.②④D.③④4、下列有关精子细胞变形过程的说法，不正确的是（）A.精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分B.精子细胞中的高尔基体发育为头部的顶体C.精子细胞中的线粒体聚集在精子尾的基部形成线粒体鞘D.精子细胞内的其他物质浓缩为球状的原生质滴，线粒体在原生质滴中AD巩固练习5、如图所示为某哺乳动物卵子形成及早期胚胎发育的过程（ N表示染色体组数）。下列有关叙述中错误的（）A.Ⅳ细胞的形成经过受精作用

B.等位基因的分离发生在Ⅱ细胞的分裂后期

C.非等位基因的自由组合发生在Ⅲ细胞的分裂后期D.Ⅲ细