人教版选修3 3.1 体内受精和早期胚胎发育 学案.doc

一、胚胎工程的概念1理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育规律。2操作对象：动物早期胚胎或配子。3操作水平：多种显微操作。4处理技术种类：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。5经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。二、精子和卵子的发生(哺乳动物) 1精子的发生(1)场所：睾丸的曲细精管。(2)时间：从初情期开始，直到生殖机能衰退。(3)过程第一阶段：精原细胞大量精原细胞初级精母细胞。第二阶段：一个初级精母细胞两个次级精母细胞四个精子细胞。第三阶段：精子细胞精子。(4)形态：哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、颈和尾三大部分。2卵子的发生(1)场所：卵巢和输卵管。(2)时期：在性别分化以后。(3)过程：卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞和第一极体卵子和两个极体。三、受精1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，说明卵子已经完成了受精。2场所：受精是在输卵管内完成的。3过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段。(1)受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力。卵子的准备：当卵子在输卵管内达到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。(2)受精阶段顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。透明带反应：穿过放射冠的精子经孔道穿越透明带，接触卵细胞膜，随即产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。卵细胞膜反应：当精子与卵细胞膜接触后，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，并发生膜融合，精子入卵。此时卵细胞膜立即发生卵细胞膜反应阻止其他精子再进入卵内。原核形成及配子结合a雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，随后形成新核膜，最后形成雄原核。b雌原核形成：被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。c配子结合：雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，体积缩小、合并，形成一个含二倍染色体的合子，也就是受精卵。四、胚胎发育1卵裂期的特点：有丝分裂，细胞数量增多，胚胎总体积并不增加或略有缩小。2早期胚胎发育的几个阶段(1)桑椹胚(2)囊胚(3)原肠胚共研探究1精子的发生及变形哺乳动物精子的发生是在睾丸(图1)内完成的。试结合下面的材料，探讨精子的发生规律。(1)各种家畜精子形成的三个阶段 (2)由图2、图3总结精子细胞的变形过程精子细胞2结合图解归纳卵子的发生过程(1)场所：卵巢和输卵管内。(2)时期：胚胎在性别分化之后和初情期。(3)过程3解读精子、卵子形成中的重点(1)精子形成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，原因是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。线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的场所。(2)卵子的形成卵子的外面有辅助结构透明带，在其外面由卵丘细胞(卵泡细胞)形成放射冠，而卵子外面的膜即卵细胞膜。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。排卵指卵子从卵泡中排出，而非卵泡从卵巢中排出。哺乳动物卵巢、卵泡和卵子存在怎样的关系？提示：卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所，内部包含许多不同发育阶段的卵泡。成熟的卵泡可排出卵子。卵子形成过程中，减数分裂的两个阶段是不连续的，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程(受精过程)中完成的。排出的卵子在输卵管内与精子受精。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。4比较精子、卵子发生过程中的不同点项目精子发生卵子发生场所睾丸的曲细精管(场所唯一)卵巢(m)、输卵管(m)(场所不唯一)时间初情期开始，直到生殖机能衰退胚胎时期性别分化后和初情期后，m在雌性动物排卵前后完成，m在精子和卵子的结合过程中(即受精过程中)完成过程特点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，不需要变形；细胞质不均等分配结果形成 4个精子形成 1个卵细胞和3个极体总结升华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精子和卵子的发生时间不同。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动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。4卵子受精的标志卵子受精的标志是观察到两个极体。其原因是第一极体和次级卵母细胞的分裂是不同步的，第一极体分裂迟。理论上，第一极体会分裂形成两个第二极体，但实际上，多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂就退化了。对点演练1如图是哺乳动物精细胞经过变形形成精子的过程示意图，请分析回答下列问题：(1)精细胞是由_经_分裂产生的。(2)图甲表示精细胞，图乙表示经变形后的精子，请将图乙中的字母对应地填写在图甲数字之后。_，_，_，_，_。(3)精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，因此可以把这一过程看成是_，原因是基因的_。解析：(1)精细胞是由精原细胞经减数分裂形成的。(2)精细胞经过变形形成精子时的变化：图甲中细胞核变为图乙中精子头的主要部分b，图甲中高尔基体发育为图乙中精子头的顶体a，图甲中中心体演变为图乙中精子的尾e，图甲中线粒体形成图乙中的线粒体鞘d，图甲中其他物质浓缩成图乙中的原生质滴c。(3)精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，这一过程发生了细胞分化，是基因选择性表达的结果。答案：(1)精原细胞减数(2)cbaed(3)细胞分化选择性表达共研探究受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。阅读教材，观察图示并回答相关问题。1在自然条件下，受精是在雌性动物的输卵管内完成的。哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。2准备阶段(1)精子获能：必须在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。(2)卵子的准备：在输卵管内进一步成熟，达到m中期时才具备与精子受精的能力。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放射冠内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。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：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。4受精的标志：在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。5受精过程中关键点的解读(1)刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，精子需要在雌性生殖道内发生相应的生理变化，如呼吸速率增强、膜代谢加强、运动形式改变等，然后才能获得受精的能力。(2)精子、卵子受精过程中发生顶体反应、透明带反应和卵细胞膜反应。(3)通过顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路。(4)防止多精入卵有两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。通过两道屏障保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。(5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体；受精过程结束的标志是雌、雄原核融合形成合子。总结升华1受精过程中重要的生理作用(1)精子获能：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。(2)卵子的准备：即卵子在输卵管内达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。(3)顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。(4)透明带反应：穿过放射冠的精子经孔道穿越透明带，接触卵细胞膜，随即产生阻止后来精子进入透明带的生理反应。(5)卵细胞膜反应：当精子与卵细胞膜接触后，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，并发生膜融合，精子入卵。此时卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应。2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，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应也是防止其他精子入卵，是防止多精入卵的第二道屏障。对点演练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内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。(4)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。(4)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障。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(4)透明带反应和卵细胞膜反应共研探究合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，如图为胚胎发育过程，结合图示回答相关问题：1卵裂期(1)场所：最初在输卵管，后移入子宫。(2)分裂方式：有丝分裂。(3)特点：卵裂速度快，细胞未生长即进入下次分裂。dna、细胞的数量不断增加，每个细胞体积越来越小，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小，有机物的种类增加而含量降低。2桑椹胚卵裂形成 32个细胞左右的胚，每一个细胞都属于全能细胞。3囊胚(1)组成：内细胞团(内部细胞)、滋养层细胞(外部细胞)、囊胚腔。(2)特点：细胞已分化。(3)分化结果：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。4原肠胚5胚胎发育的过程及应用(1)早期胚胎发育经历哪几个阶段？提示：受精卵桑椹胚囊胚原肠胚。(2)结合教材p67“资料分析”，回答下列问题。根据表格资料，马的胚胎进入子宫时发育程度最高。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？提示：马应选择囊胚阶段的胚胎。在自然情况下，牛胚胎虽然最早可在816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。总结升华1个体发育的过程和顺序2卵裂期细胞或物质的变化规律项目细胞数目每个细胞体积dna总量有机物总量物质种类所含能量变化增多减小增多减少增多减少【易错易混】(1)个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。(2)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。(3)桑椹胚阶段以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是进行胚胎分割的最佳时期。(4)个体发育过程中，从囊胚阶段开始出现细胞分化，但此阶段细胞的全能性仍很高，可用于胚胎分割。(5)胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿整个个体发育过程。(6)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。对点演练3如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