《哺乳动物胚胎发育的基本过程》 导学案 (2)

哺乳动物胚胎发育的基本过程哺乳动物胚胎发育的基本过程 导学案导学案 知识1哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用 1 精子的发生 精子的发生 1 场所 雄性生殖器官睾丸的曲细精管 为精子的发生提供营养的是支持细胞 2 时间 从动物性成熟后开始 3 过程 体细胞精原细胞 初级精母细胞次级精 有丝 分裂 分化 减数第一次 分裂 母细胞精细胞精子 减数第二次 分裂 变形 2 卵子的发生和成熟 卵子的发生和成熟 1 场所 雌性生殖器官卵巢和输卵管 2 时间 性别分化以后 3 过程 体细胞卵原细胞 有丝 分裂 分化 次级卵母细胞 形成卵泡 减数第一次分裂 第一极体 减数第二次分裂 卵子 第二极体 次级卵母细胞 思考交流思考交流 1 卵细胞发生过程中的不均等分裂有何生物学意义 卵细胞发生过程中的不均等分裂有何生物学意义 提示 保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要 3 受精作用 受精作用 1 场所 输卵管 2 精子的准备 成熟与获能 成熟 在附睾中完成 获能 成熟的精子必须在雌性动物的生殖道 子宫和输卵管 中经历一段时间才能获 得受精能力的过程 卵泡液 输卵管分泌物 血清等液体可使精子获能 3 过程 精 卵细胞膜融合 获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带 两细胞的细胞膜融合 精子的遗传物质进入卵细胞 两个重要反应 卵细胞膜发生变化不再接受其他精子进入 阻止多个精子受精 激 活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 4 核融合 卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵 思考交流思考交流 2 胎儿的性别决定于什么 胎儿的性别决定于什么 提示 胎儿的性别决定于与卵子结合的精子的种类 知识2哺乳动物胚胎发育的基本过程 1 概念概念 指受精卵发育成幼体的过程 包括桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化和胚 体形成等主要阶段 2 人的胚胎发育 人的胚胎发育 受精卵 桑椹胚 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚胎 婴儿 受精卵 桑葚胚 囊胚 胚胎 知识3胚胎工程的主要技术与应用 1 概念概念 1 技术手段 体外受精技术 胚胎移植技术 胚胎分割技术 胚胎冷冻保存技术和性 别控制技术等 2 操作的主要对象 生殖细胞 受精卵和早期胚胎细胞 3 理论基础 胚胎发育学 2 体外受精技术 体外受精技术 1 概念 哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术 2 基本内容 人工模拟体内环境 包括营养 温度 pH等 促使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 3 应用 研究哺乳动物生殖细胞的发生 受精和早期胚胎发育机制等 充分利用优良品质资源 缩短家畜繁殖周期 加快品种改良速度等 是哺乳动物胚胎移植技术 克隆技术 转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组 成部分 3 胚胎移植技术 胚胎移植技术 1 胚胎移植的概念 操作对象 取自配种后优良雌性动物的受精卵 早期胚胎或通过人工授精及其他方 式得到的胚胎 受体 同种的 生理状态相同的雌性个体 2 意义 提高优良品种家畜的繁殖能力和加速品种的改良 3 实例 牛胚胎移植过程 母牛怀孕 取早期胚胎 从良种母牛体内取出早期胚胎 胚胎移植 发情同期发情普通母牛 思考交流思考交流 3 为了让良种母牛多排卵应注射哪种激素 为了让良种母牛多排卵应注射哪种激素 提示 促性腺激素 因为促性腺激素能促进排卵 4 胚胎分割技术 胚胎分割技术 1 含义 用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚 四分胚甚至八分胚 经体内或 体外培养后植入受体 以得到同卵双生或同卵多生后代的技术 2 应用 可为转基因技术 性别控制技术以及家畜育种提供材料 5 胚胎冷冻保存技术 胚胎冷冻保存技术 1 含义 将动物的早期胚胎 通过特殊的保护剂和降温措施 使其长期保存在超低温 环境下 2 优点 不受时间和地域的限制 简化引种过程 6 动物性别控制技术 动物性别控制技术 1 含义 通过人为干预 使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代 2 应用 防止与性别有关的遗传病的发生 控制动物的性别以提高动物生产的经济价值 正误判断正误判断 1 从卵巢中取出的卵子不需做任何处理即可与精子结合 提示 卵子需在体外人工模拟输卵管环境进行培养使其成熟 精子在体外需做获 能处理 以获得受精能力 2 进行胚胎移植时 代孕母牛要用药物进行同期发情处理 3 胚胎分割时最好选用发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 4 胚胎分割时 份数越多 得到的后代就越多 提示 胚胎分割的份数越多 每一份的细胞数会越少 恢复和发育的难度会越大 移植成功率会降低 得到的后代数就减少 课堂互动探究课堂互动探究 探究1精子和卵子发生的比较 问题导思 精子和卵子是怎样产生的 其过程有哪些特点 比较精子和卵子产生过程的异同 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 减数第一次分裂 输卵管 减 数第二次分裂 场所不唯一 时间初情期开始 性别分化后开始 卵泡 含初级卵母 细胞 的形成和在卵巢内的储备 是在出 生前 胎儿时期 完成的 减数第二次分 裂是在精子和卵子的结合过程 即受精过 程 中完成的 过程特 点 减数第一次分裂 和减数第二次分裂是连 续的 需变形 细胞质均等分配 减数第一次分裂和减数第二次分 裂是不连续的 不需变形 细胞质不均等分配 第一极体除外 区 别 结果形成4个精子形成1个卵细胞和3个极体 相同点 原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂 子细胞中染 色体数目减半 例例1 1 2013 南京高二检测南京高二检测 下列不是精子和卵子发生的区别的下列不是精子和卵子发生的区别的 是是 A 初级精母 卵母细胞的形成时间 B 减数第一次分裂和第二次分裂的连续性 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 审题导析 精子和卵子的发生具有不同的特点 在做题时应着重从场所 时间 过程特点 结果 是否变形这几个重要的方面来考虑 精讲精析 初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的 而初级卵 母细胞是在胎儿期完成的 精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的 卵子 产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞 在精子和卵子的结合过程中完成减数第二 次分裂 精子需精细胞变形为蝌蚪状 卵子不需要变形 成熟的精子和卵子经过减数分裂 形成 其染色体相当于亲本体细胞数目的一半 答案 D 探究2受精作用和胚胎发育的基本过程 问题导思 受精过程有何特点 胚胎发育的过程如何 各时期有何特点 1 受精作用的过程 受精作用的过程 1 精子的成熟和获能 精子在附睾中成熟 成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力 此过程叫 获能 2 卵子的准备 卵子都要在输卵管中进一步成熟 到减数第二次分裂中期时 才具备受精能力 3 受精过程 第一阶段 细胞膜融合 过程 精子获能 精子穿过透明带 精卵细胞膜结合 第二阶段 卵细胞完成减数分裂是受精的标志 透明带发生变化不再接受其他精子进入 次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 第三阶段 精卵核融合 2 哺乳动物胚胎发育的基本过程 哺乳动物胚胎发育的基本过程 1 概念 指受精卵发育成幼体的过程 包括桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化和胚体 形成等主要阶段 2 早期胚胎发育的几个阶段 受精卵 个体发育的起点 细胞数目达到32个 这一阶段的细胞属于全 能细胞 此期的胚胎称为桑葚胚 囊胚 细胞出现分化 具有囊胚腔 原肠胚 囊胚内表层细胞形成外胚层 下方的细胞形 成内胚层 出现原肠腔 产生中胚层 胎儿 各器官 系统基本形成 名师点拨名师点拨 哺乳动物桑葚胚和囊胚的主要特点 桑葚胚的细胞数在32个左右 细胞排列致密 形似桑葚 由具有发育全能性的细胞构 成 囊胚则出现细胞的分化 聚集于一端 个体较大的细胞为内细胞团 将发育为胎儿本 身 沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞 将发育为胎膜和胎盘 为胎 儿发育提供营养 例例2 2 下图表示高等动物的个体发育过程 判断下列说法中正确下图表示高等动物的个体发育过程 判断下列说法中正确 的是的是 受精卵幼体性成熟个体 胚胎发育 胚后发育 A 图中 过程表示胚胎发育 过程表示胚后发育 B 受精卵卵裂过程中 每个细胞的体积不断增大 C 两栖类 爬行类等在胚胎发育过程中会出现羊膜 D 过程的细胞分裂方式是有丝分裂 审题导析 首先了解个体发育的大体过程 受精卵幼体性 胚胎发育 胚后发育 成熟个体 然后结合胚胎发育的各阶段及特点作答 精讲精析 胚胎发育是指受精卵发育成为幼体 胚后发育是指幼体从卵膜孵化出 来或者从母体生出来以后发育成为性成熟的个体 A选项错误 受精卵卵裂过程中 分裂 后的细胞体积越来越小 B选项错误 两栖类在个体发育过程中不出现羊膜 C选项错误 答案 D 探究3胚胎工程的主要技术与应用 问题导思 胚胎工程的主要技术有哪些 有哪些应用 胚胎工程的主要技术怎样操作 1 体外受精技术 体外受精技术 1 基本原理 人工模拟体内环境 包括营养 温度 pH等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 2 操作对象 哺乳动物的精子和卵子 3 操作目的 获得受精卵 进一步获得胚胎 4 操作环境 生物体外试管中 5 操作步骤 卵母细胞的采集和培养 第一种方法 对于实验动物如小鼠 兔和家畜如猪 羊等 进行卵母细胞采集时 可 先用促性腺激素处理 使其排出更多的卵子 然后在适当的时间从输卵管冲取卵子 并使 其直接与获能的精子在体外受精 第二种方法 从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢 再从卵巢中采集卵母细胞 第三种方法 直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞 叫活体采卵 需借助超声波探 测仪 内窥镜或腹腔镜等工具 精子采集的具体方法 主要分为假阴道法 手握法和电刺激法 精子获能的处理方法 在体外受精前 必须先对精子进行获能处理 受精 获能的精子和培养成熟的卵子 一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精 溶液中完成受精过程 2 胚胎移植 胚胎移植 1 概念理解 操作对象 受精卵或早期胚胎 供体 在胚胎移植中提供胚胎的个体 a 职能 产生具有优良遗传特性的胚胎 b 要求 具有优良遗传特性 受体 在胚胎移植中接受胚胎的个体 a 职能 完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务 b 要求 与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物 实质 生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 地位 是胚胎工程的最后一道工序 2 胚胎移植的基本程序 以牛为例 对供 受体的选择和处理 供体牛选择遗传性能和生产性能优良的个体 而受体牛则 重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力 供体牛一般为引进的优良个体 受体牛为本 地牛 用促性腺激素进行同期发情处理 用激素对供体母牛做超数排卵处理 对供体注射促性腺激素 促进排卵 选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精 多个卵子与多个精子结合形成多个受精卵 受精的部位在输卵管 受精卵 卵裂 早期胚胎 胚胎收集 特制的冲卵装置从母体子宫中冲出胚胎 胚胎质量检查 此时的胚胎处于桑葚胚期或囊胚期 胚胎移植或保存 保存条件 196 的液氮 胚胎移植操作方法 手术法和非手术法 对受体母牛进行是否妊娠的检查 体内孕育 产下胚胎移植的牛犊 3 意义 进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 在这项技术中 供体 的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎 繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体 取代 这就大大缩短了供体本身的繁殖周期 同时 在对供体施行超数排卵处理后 可获 得多枚胚胎 经移植可得到多个后代 使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十 倍 名师点拨名师点拨 1 胚胎移植的辅助技术包括超数排卵 同期发情 胚胎采集等 2 超数排卵是指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育 并排出多个具有受精 能力的卵子的方法 3 同期发情是用激素处理供 受体动物使供 受体生殖器官的生理变化处于同步状态 为胚胎移入受体提供相同的生理环境 3 胚胎分割 胚胎分割 1 概念 用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚 四分胚甚至八分胚 经体内或 体外培养后植入受体 以得到同卵双生或同卵多生后代的技术 2 定位 动物无性繁殖或克隆的方法之一 3 材料 发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 4 工具 分割针或分割刀 显微操作仪和实体显微镜 5 囊胚期分割要求 内细胞团均等分割 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 6 胚胎分割的基本过程 将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中 在显微镜下 用分割针或分割刀把胚胎分割开 或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开 分割 的胚胎或细胞直接移植给受体 或在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体内 着床发育产 仔 7 意义 加快繁殖速度 8 存在问题 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的 到目前为止 最常 见的是经分割产生的同卵双胎 而同卵多胎成功的比例很小 名师点拨名师点拨 胚胎分割的实质 是把一个胚胎分割成若干个相同的胚胎 所以这些胚胎来源相同 遗传物质相同 其性状也相同 它等同于同卵双生或同卵多生 再结合 超数排卵 的操 作 就可以产生出许多类型相同 符合需要的优良仔畜 例例3 3 将雌性动物的早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得将雌性动物的早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得 到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的