高中生物 专题3 胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育精讲导学课件 新人教版选修3.ppt

专题3胚胎工程3 1体内受精和早期胚胎发育 一 胚胎工程1 操作对象 或 2 技术手段 体外受精 胚胎干细胞培养等 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 哺乳动物 和 发育的规律 早期胚胎 配子 胚胎移植 胚胎分割 雌性 受精 早期胚胎 二 精子和卵子的发生1 精子的发生 1 场所 在 内完成 2 时期 从 开始到 睾丸 初情期 生殖机能衰退 3 过程 有丝分裂 染色体 减数第一次分裂 减数第二次分裂 变形 4 精子细胞变形中细胞器或物质转变为精子的结构 2 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 卵巢 性别分化 3 过程 胎儿期 卵巢内 初级卵母细胞 排卵前后 卵巢内 精子和卵子结合的过程中 输卵管 三 受精1 概念 受精是 与 结合形成 的过程 2 场所 在雌性动物的 内完成 精子 卵子 合子 输卵管 3 受精过程 精子获能 透明带 卵细胞膜 原核 受精卵 受精 4 受精过程中重要的生理作用 1 顶体反应 获能后的精子与卵子相遇时 精子释放出 直接溶解 之间的物质 形成精子穿越 的通路 2 透明带反应 精子经孔道穿越 接触 随即产生阻止后来的 进入透明带的生理反应 3 卵细胞膜反应 当精子与 接触时 立即被卵细胞膜表面的 抱合 随后 和 相互融合 精子入卵 此时卵细胞膜立即发生 阻止其他精子再进入卵内 顶体酶 卵丘细胞 放射冠 透明带 卵细胞膜 精子 卵细胞膜 微绒毛 精子外膜 卵细胞膜 卵细胞膜反应 4 雌 雄原核形成 雄原核形成 精子入卵后 尾部脱离 原有的核膜破裂 随后形成新的 最后形成 雌原核形成 被激活的卵子完成 排出 后 形成 5 配子结合 两核充分发育后 相向移动 彼此接触 体积缩小 合并 形成一个含 的合子 核膜 雄原核 减数第二次分裂 第二 极体 雌原核 二倍染色体 四 胚胎发育过程及各阶段特点 有丝分裂 增多 桑椹胚 不增加或略有缩小 32 全能性 胎儿的各种组织 囊胚 胎膜和胎盘 原肠胚 表层 下方 1 判断正误 1 精子和卵子的发生都是从初情期开始的 分析 精子的发生是从初情期开始 而卵子的发生是动物胚胎在性别分化以后 2 排卵是指卵泡从卵巢中排出 分析 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是指卵泡从卵巢中排出 3 精子和卵子的形成过程中 m 和m 都是不连续的 分析 精子的形成过程中 m 和m 是连续的 卵子的形成过程中 m 和m 是不连续的 4 精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用 分析 一般情况下 精液中的精子只有进入雌性动物生殖道中才能获能 而卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂中期 才具备受精能力 5 不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显差别 2 问题思考 1 受精的标志和受精完成的标志相同吗 为什么 提示 不相同 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 2 同卵双生和异卵双生有什么区别 提示 同卵双生是指一个受精卵在第一次分裂后彼此分开 进行各自的分裂 分化形成完全相同的两个个体 异卵双生是指一次同时排出两个卵子 且同时受精形成两个受精卵 且这两个受精卵都发育成新的个体 一 精子和卵子的发生 易错提醒 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 精子和卵子的发生时间是不同的 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备 是在出生前完成的 这是精子和卵子在发生上的区别 3 不同动物排出的卵子成熟程度不同 有的动物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 典例训练1 下图表示高等动物卵子的发生过程 请据图回答有关问题 1 图中a是 b是 e是 阶段c是指个体发育的 时期 2 精子开始形成的时期是 精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是 该过程保留下的主要结构是和 3 当观察到第二极体时 可以表明 4 能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 填序号 5 阶段存在的变异方式是 解题关键 解答本题需要明确以下两点 1 从图中的数据2n能够判断出卵原细胞到初级卵母细胞染色体没有减半 故属于有丝分裂 2 初级卵母细胞到次级卵母细胞染色体减半 为减数第一次分裂 次级卵母细胞是减数第一次分裂和减数第二次分裂的分界线 解析 1 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 2 精子开始形成的时期是初情期 精原细胞经过减数分裂 即两次连续的分裂 m 和m 产生精子细胞 需经过变形过程才形成精子 而卵子的形成不需要变形 细胞中很多结构会消失 而细胞核和线粒体被保留下来 3 当观察到第二极体时 表明卵子已经完成了受精作用 4 染色体着丝点分裂发生在有丝分裂和减数第二次分裂中 因此为 5 有丝分裂中的变异类型只有基因突变 染色体变异 没有基因重组 答案 1 第一极体合子受精胎儿期 2 初情期需要变形细胞核线粒体 3 卵子已经完成了受精 4 5 基因突变 染色体变异 二 受精1 受精的场所 输卵管 2 受精前的两个准备 1 精子获能 精液由精子和精清 精浆 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 精液中的精子无法获能 只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时 由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制 才能引起精子获能 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 3 受精阶段 四步曲 第一步 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卵丘细胞之间的物质 透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障 第二步 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 第三步 原核形成 雄原核形成和雌原核形成 第四步 合子形成 雌 雄原核融合形成合子 受精卵 4 受精的意义 维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定 对于生物的遗传和变异十分重要 易错提醒 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 典例训练2 根据哺乳动物受精过程示意图 回答下面的问题 1 图中字母表示的结构名称是a b c 2 图中数字表示的过程是 3 在精卵相遇之前 精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化 具有了受精能力 这个过程叫做 卵子一般在排出后都要在中进一步成熟 当达到时 才具备与精子受精的能力 解题关键 本题考查哺乳动物受精的过程 应结合图示和哺乳动物受精知识分析回答 注意以下两点 1 明确图中卵子各部分结构 如放射冠 透明带 卵细胞膜 第一极体 2 精子入卵过程和以后的变化 如第二极体的形成 雄原核与雌原核的形成和雌 雄原核的融合等 解析 1 据图可知a是放射冠 b是雄原核 c是雌原核 2 据图可判断 是精子穿越放射冠 是精子穿过透明带 是精子进入卵细胞膜 是雌 雄原核融合 3 精卵相遇之前 精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化 具备了受精能力 这个过程叫做精子获能 卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟 达到减数第二次分裂中期时 才具备与精子受精的能力 答案 1 放射冠雄原核雌原核 2 精子穿越放射冠精子穿过透明带精子进入卵细胞膜雌 雄原核融合 3 精子获能输卵管减数第二次分裂中期 误区警示 卵细胞形成过程中 减数第一次分裂在排卵前后完成 而减数第二次分裂在受精时完成 达到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力 三 胚胎发育1 过程 图示 2 过程解读 受精过程的完成 标志着胚胎发育的开始 包括以下几个阶段 1 起点是受精卵分裂 在输卵管内完成受精作用时即已开始 直至发育成为成熟的胎儿 2 卵裂期的特点 细胞有丝分裂使细胞数目增加 但胚胎总体积并不增加或略缩小 因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小 但核内遗传物质并未减少 3 桑椹胚以前的细胞均未分化 细胞都具有全能性 4 桑椹胚至囊胚的发育过程中 细胞开始分化 但其全能性仍很高 5 原肠胚的特点 个体发育中分化能力最强阶段 内细胞团表层的细胞形成外胚层 下方的细胞形成内胚层 6 个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化 分化出内细胞团和滋养层细胞 囊胚之前细胞未分化 为全能细胞 囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度最高 但仍有全能性 思维拓展 早期胚胎发育中营养物质的来源不同 1 卵裂期和桑椹胚时期 只进行细胞分裂 不需要从外界获取营养物质 胚胎发育所需营养主要来自卵黄 2 囊胚期细胞开始分化 滋养层细胞从外界吸收营养物质 使胚胎继续发育 典例训练3 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 请据图回答问题 1 写出各个阶段的名称 a b c 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 合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是 解题关键 图中a有透明带且细胞没有分化 b透明带破裂 细胞开始分化 c无透明带 据此判断所属时期 然后分析各时期的特点 解析 1 图中a是桑椹胚 b是囊胚 c是原肠胚 2 图b中1是滋养层细胞 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 囊胚开始出现细胞分化 分化为滋养层细胞和内细胞团细胞 原肠胚已有胚层分化 分化