福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 生物体内受精和早期胚胎发育课件 新人教版选修3.ppt

体内受精和早期胚胎发育 厦门一中集美分校 魏欣欣 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 以满足人类大各种需求 操作对象 技术手段 胚胎移植 体外受精 胚胎分割 胚胎干细胞培养等 早期胚胎和配子 一 精子的发生 1 场所 2 时期 3 过程 1 场所 精子的发生是在睾丸内完成的 2 时期 从初情期开始直到生殖功能衰退 3 过程 发生的过程大体可分为三个阶段 曲细精管 一 哺乳动物生殖细胞的发生 精原细胞 有丝分裂 初级精母细胞 次级精母细胞 精子细胞 精子 m 第一阶段 第二阶段 第三阶段 m 精子发生的过程 多个精原细胞 染色体复制 变形 精原细胞经过有丝分裂产生多个初级精母细胞 初级精母细胞经减数分裂形成含有单倍染色体的精子细胞 细胞核变为精子头部的主要部分 高尔基体发育为头部的顶体 中心体演变为精子的尾 线粒体形成线粒体鞘膜 其它物质浓缩成原生质滴 球形 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 提示 不是 其一 在自然繁殖的条件下 可以说是动物为繁殖后代 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 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 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 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 而线粒体则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 思考 二 卵子的发生 1 场所 卵子的发生是在卵巢内完成的 2 时期 性别分化以后 放射冠 3 过程 雌性胎儿卵巢内的卵原细胞 通过有丝分裂增加其数量 演变为初级卵母细胞 被卵泡细胞包围形成卵泡 初级卵母细胞经过减数分裂变为成熟的卵子 减数第一次分裂时间是在雌性动物排卵前后完成的 结果是产生1个次级卵母细胞和第一极体 减数第二次分裂时间是在精子和卵子结合的过程中完成的 结果是产生1个成熟卵子和第二极体 卵原细胞 有丝分裂 多个卵原细胞 染色体复制 初级卵母细胞 m 第一极体 次级卵母细胞 两个第二极体 第二极体 卵子 退化消失 m 排卵前后完成 在受精过程完成 被卵泡细胞包围 形成卵泡 胎儿时期完成 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 答 刚排出的卵子尚未完全成熟 仅完成第一次减数分裂 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 答 正常情况下 一个卵泡只能形成一个成熟的卵子 答 是指卵子从卵泡中排出 思考 三 精子与卵子的发生比较 相似点 最初阶段均进行有丝分裂 不断增加生殖原细胞的数量 经过两次减数分裂 m 和m 才能形成精子和卵子 不同点 一个精原细胞 多个精子 一个卵原细胞 一个卵子 精子形状为蝌蚪状 卵子为球形 多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的 巩固练习 1 下列不属于胚胎工程的是 a 体外受精b 胚胎分割 胚胎移植c 胚胎干细胞培养d 转基因鲤鱼的培育 2 有一个卵原细胞中含有a与a b与b 两对同源染色体 它形成的含有ab的配子有 a 1个b 0或1个c 2个d 4个 d b 四 受精 1 概念 2 标志 3 场所 1 概念 指精子和卵子结合形成合子 即受精卵 的过程 2 标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 3 场所 受精是在输卵管内完成的 4 过程 受精前的准备阶段 受精阶段 准备阶段1 精子获能 准备阶段2 卵子的准备 即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后 才能获得受精能力的现象 即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期 m 时 才具备受精能力 包括精子穿越放射冠和透明带 进入卵黄膜 原核形成和配子结合 几个精子同时分解透明带 但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内 当第一个精子进入后 透明带的穿透性就立即发生变化 从而阻止其他精子穿越透明带 穿过透明带 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 精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 形成受精卵 思考 当你了解到精子需要获能 受精过程中有防止多精入卵的现象时 你是否提出过这样的问题 精子在雌性生殖道内是如何获能的 防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么 答 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 精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异 但主要是子宫和输卵管 防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障 在受精过程中 当精子穿越透明带触及卵黄膜时 透明带会立即封闭 阻止后来的精子进入透明带 可看作是防止多精受精的第一道屏障 而精子入卵后 卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内 可看作是防止多精受精的第二道屏障 精 卵相遇 顶体反应 顶体酶释放 顶体酶溶解透明带 接触透明带 穿越放射冠 溶解卵丘细胞 放射冠 穿越透明带 接触卵黄膜 产生透明带反应 形成第一道屏障 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜融合 精子进入卵 精子进入卵后 变化 变化 变化 产生卵黄膜封闭作用 形成第二道屏障 尾部脱离核膜破裂 形成雄原核 形成雌原核 激活卵子完成减数第二次分裂 排出第二极体 发育移动接触合并 形成受精卵 5 意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 对于生物的遗传和变异十分重要 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 内含囊胚腔 原肠胚 内含原肠腔 胚层分化形成胎儿形成 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 由具有全能性细胞构成 细胞数在32个左右 排列紧密 形似桑椹 内细胞团 发育成胎儿各组织 滋养层细胞 发育成胎膜和胎盘 最初发育在输卵管进行有丝分裂 滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔 二 哺乳动物胚胎发育的基本过程 胚胎发育 指受精卵发育成幼体的过程 1 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高 2 将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时 应选择什么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理 资料分析 答 马的胚胎进入子宫时发育程度最高 其次为小鼠 答 马应选择囊胚阶段的胚胎 牛在自然情况下 胚胎虽然最早可在8 16细胞阶段进入子宫 但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率 在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植 3 为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究 会为胚胎工程提供理论基础 请结合本节内容举例说明 提示 胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的 本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律 人们正是在认识了这些自然规律的基础上 在体外进行有效的模拟 才使卵母细胞能在体外成熟 精子能在体外完成获能 获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精 体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等 这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果 1有关卵巢的叙述正确的是 a 所有细胞都进行减数分裂b 所有细胞都可以见到染色体c 有的细胞进行有丝分裂d 所有细胞的遗传物质都相同 巩固练习 2精子变形时 线粒体集中在尾基部的原因解释是 a 释放顶体酶发生透明带反应b 产生能量促进精子运动c 有利于质基因进入受精卵d 受细胞核的挤压形成 巩固练习 3哺乳动物受精过程中 精子释放的酶是 a 溶菌酶b 蛋白酶c 顶体酶d 获能酶 巩固练习 5胚胎工程的最终技术环节是 a 细胞融合b体外受精c 胚胎移植d 胚胎分割 巩固练习 6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 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵d 雄原核形成的同时 卵子完成第二次减数分裂 巩固练习 7下列叙述正确的是 a 胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的b 内细胞团将来发育成胎盘和胎膜c 哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系d 早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植 巩固练习 8下列细胞中与其体细胞染色体数目不相同的是 a 四分体时期的细胞b 减数第一次分裂后期的细胞c 减数第二次分裂后期的细胞d 精细胞 巩固练习 二 人体胚胎发育的基本过程 人体胚胎发育在子宫内经过约38周 整个过程可分为胚卵期 胚胎期和胎儿期三个阶段 胚卵期 从受精至第一周末胚胎开始着床 细胞期 强调 卵裂期的特点 细胞分裂方式为 细胞数目 胚胎总体积 或略有 每个细胞体积 dna数目 有机物总量 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 增加 增加 新生命的第四天 胚泡 新生命的第三天 桑葚胚 受精后8天 胚芽完成 着陆 微微嵌入子宫内膜 此时它分裂发育为几百个细胞 桑椹胚 细胞数在32个左右 细胞排列致密 形似桑椹 细胞属于全能细胞 囊胚 细胞开始分化 内细胞团将来发育成各种组织 滋养层将来发育成胎膜 胎盘 出现囊胚腔后 进一步扩大会导致孵化 新生命的第四周 新生命的第五周 看啊 眼的雏形出来了 胚胎期 从第二周至第八周 第三周末形成原肠胚 内细胞团表皮的细胞形成外胚层 下方的细胞形成内胚层 出现原肠腔 新生命的第六周 四肢和脑都开始初步分化了 真让人激动 受精后6星期 人形已隐约可见 这时 胚胎的心跳每分钟140 150下 是母亲心跳的两倍 新生命的第七周 进一步发育了 看个整体的吧 人类胚胎第八周时在子宫内的照片 胚初具人形 新生命的第九周 胎儿已基本成形 看看手的进一步分化 新生命的第十二周 理论上这时的胎儿已可以独立生活 但其实出世的日子还早 胎儿期 从第九周开始至分娩 此时胎儿已长到20周 他移动手臂 把手指放在唇边 这可以促进它对吮吸的反映 新生命的第二十六周 中间的