【课件】体内受精和早期胚胎发育课件-2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

1、From society00从社会中来 我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的两种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？ 可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。From society00从社会中来试管婴儿1978年世界首例试管婴儿 露易丝.布朗1988年中国首例试管婴儿 郑萌珠Embryo e

2、ngineering00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。操作对象：技术手段：动物早期胚胎或配子工程实质：在体外条件下, 对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养From society从社会中来中国首例试管婴儿 实 例思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同？相同：都通过有性生殖产生；都要在母体子宫内发育形成胎儿。不同：受精作用在体外，在体

3、外发育成早期胚胎进行胚胎移植。思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？体外受精胚胎的早期培养胚胎移植00胚胎形成经过了哪些过程？受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？体内受精和早期胚胎发育CONTENTS目录精子和卵子的发生Fertilization01胚胎早期发育Early embryonic development02习题巩固Exercises to consolidate03FertilizationThe structure of sperm01受精精子的结构一、精子的发生(1)场所：在雄性动物的 的曲细精管内完成。(2)时期：从 开始到 衰退。(3)精子发生过程的 阶段睾丸初情期生殖机

4、能3个第一阶段：初级精母细胞的形成第二阶段：精子细胞的形成第三阶段：精子细胞变形成精子曲细精管附睾输精管方式：减数分裂次级精母细胞M 第一阶段精子细胞M初级精母细胞染色体复制变形精原细胞 精 子精子发生的过程 第二阶段 两次分裂 第三阶段 细胞变形有丝分裂大量精原细胞Fertilization01受精整个精子发生过程是连续进行的精子的形成过程精原细胞（1个，间期）染色体复制初级精母细胞（1个，减）有同源染色体（2N）次级精母细胞（2个，减）无同源染色体（N）精细胞（4个）精子（4个，2种）变形减数分裂Fertilization01受精精子的变形过程精子头出现细胞质浓缩顶体的发生尾的发育精子形成

5、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（球状、最后脱落）记住咯FertilizationThe structure of mature sperm01受精成熟精子的结构头颈尾*不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关（4）成熟精子结构外形似蝌蚪（细胞核）（中心体）顶体（高尔基体）细胞内其他物质原生质滴(球状,最后脱落)成熟精子含有的细胞质很少（头+颈+尾）线粒体鞘（尾的基部）FertilizationThe structure of mature sperm受精成熟精子的结构01 不是。动

6、物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；精子从射精部位到受精部位，复杂的结构与生理环境对精 子进行筛选，大量死亡。最后到达受精部位只剩百余个，完成受精的只有一个。问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？FertilizationThe structure of mature sperm受精成熟精子的结构01细胞核：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：有氧呼吸产生能量。集中于尾的基部：是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”。问2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中

7、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？FertilizationOvum preparation01受精卵子的准备二、卵子的发生性别分化原始卵泡成熟卵泡黄体次级卵母细胞(1)场所：在雌性动物的 内（在输卵管内进一步成熟）完成。(2)时期：胎儿时期 和初情期以后。(3)卵子发生的过程。卵巢第一阶段：形成初级卵母细胞；第二阶段：初级卵母细胞分裂形成卵子。 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子卵子在发生上的重要区别。P63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 +两个极体2N

8、2NN2N有丝分裂 数目增多M分裂M分裂初级卵母细胞生长透明带形成卵细胞膜透明带排卵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细胞结合的过程中完成受精当在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体时，说明卵子已受精卵子是否受精的重要标志染色体的复制和其他物质的合成输卵管卵泡卵子的发生过程M中期排卵受精胎儿期整个卵子发生过程是不连续的卵巢卵泡细胞卵巢FertilizationOvum preparation01受精卵子的准备不同动物排出的卵子成熟程度不同卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞马

9、、犬排卵猪、羊排卵FertilizationOvum preparation01受精卵子的准备卵子的成熟 排出的卵子要在输卵管内发育到M(中)期时，才具备与精子受精的能力。卵泡=卵泡细胞+初级（次级）卵母细胞卵子=次级(或初级)卵母细胞+透明带+放射冠排卵：卵子从卵泡中排出原始卵泡成熟卵泡黄体初、次级卵母细胞卵丘细胞FertilizationOvum preparation01受精卵子的准备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，最多完成了第一次减数分裂

10、，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。卵细胞卵泡cFertilizationOvum preparation01受精卵子的准备5.M在什么时候完成的？6.受精作用的场所在哪里？7.卵子受精的标志是什么？8.卵子的结构怎样？M在精子和卵子结合的过程中完成的。雌性动物的输卵管内。 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已完成了受精。卵子的结构 放射冠（卵丘细胞）透明带第一极体卵细胞膜核项目精子的发生卵子的发生区别场所时间过程特点结

11、果是否变形相同点睾丸的曲细精管卵巢（MI）、输卵管（MII）初情期后胎儿时期、初情期后M、M是连续的细胞质均等分配M、M是不连续的细胞质不均等分配4个精子一个卵子和3个极体需要不需要原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟生殖细胞的形成均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半归纳：精子和卵子的发生有何异同c1. 人类的排卵是指( )。卵泡破裂,次级卵母细胞从卵泡中排出A卵子从卵泡中排出B卵子从卵巢中排出C卵子从输卵管中排出D01习题巩固Exercises to consolidateAc2. 下列哪一项不是精子和卵子发生过程中的区别( )。初级精、卵母细胞形成的时间AMI

12、和M的时间连续性B成熟生殖细胞是否经过变形C成熟生殖细胞细胞核中DNA数量D01习题巩固Exercises to consolidateD01习题巩固Exercises to consolidate3.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( )C透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体Fertilization受精 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括 受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的 受精在输卵管内完成。013.过程2.场所：输卵管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1.概念:FertilizationCap

13、acitation01受精精子获能张明觉 1951年，他发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。 1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的自然杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。FertilizationCapacitation01受精精子获能（1）概念： 刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必

14、须在雌性动物的 发生 后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”生殖道相应的生理变化精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。FertilizationOvum preparation受精卵子的准备201 动物排出的卵子成熟程度不同，有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。 卵子的结构 放射冠（卵丘细胞）透明带第一极体卵细胞膜核 但他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到M中期时，才具备与精子受精的能力。Fertilization01受精Fertilization01受精第1步：获能后的精子穿越放射冠穿越放射冠：精卵在输卵管相遇，在卵子外围集聚有

15、几十个精子，它们首先发生顶体反应，使顶体释放顶体酶，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成穿越放射冠的通道。Fertilization01受精第2步：穿越透明带 顶体酶随后将透明带溶出一条孔洞，精子借自身运动穿越透明带；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。透明带反应阻止多精入卵的第一道屏障Fertilization01受精第3步：精子进入卵细胞膜 精子入卵后，卵细胞膜会发生一种生理反应，拒绝其他精子入卵，即卵细胞膜反应。卵细胞膜反应阻止多精入卵的第二道屏障 精子与卵细胞膜接触后立即被微绒毛抱合，精

16、子外膜与卵细胞膜膜融合，精子头部入卵，尾部脱离卵黄膜上的微绒毛抱住精子Fertilization01受精第4步：雌雄原核的形成雄原核的形成： 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。雌原核的形成： 精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂，排出第二极体，形成雌原核。雄原核雌原核第一极体放出的第二极体Fertilization01受精第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成雌、雄原核充分发育相向移动，彼此靠近核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即将开始Fertilization01受精受精的标志放出的第

17、二极体第一极体多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂雄原核雌原核观察到两个极体受精完成的标志：雌雄原核形成合子受精卵受精阶段Fertilization01受精获能后的精子穿越放射冠获能后的精子穿越放射冠穿越透明带精子进入卵细胞膜雌雄原核的形成雌、雄原核融合，受精卵形成Fertilization01受精第4步：雌雄原核的形成第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成阻止多精入卵的两道屏障第1步：获能后的精子穿越放射冠(顶体反应）第2步：穿越透明带（透明带反应）第3步：精子进入卵细胞膜(卵细胞膜反应)01习题巩固Exercises to consolidate1.下图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变

18、化形成受精卵 的过程，下列叙述错误的是（ ）A.图中X指卵细胞膜反应， Y指卵子的减数第二次分裂B.经图中Y过程只形成了雌原核C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶B01习题巩固Exercises to consolidate2.精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是( )A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性D.受精卵中的

19、遗传物质一半来自父方另一半来自母方 B习题巩固Exercises to consolidate3在受精过程中 （）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂 精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生 ABCD01B胚胎早期发育Early embryonic developmentPART 02Early embryonic development02胚胎早期发育次级卵母细胞受精2细胞期4细胞期8细胞期 桑椹胚（32细胞）囊胚1.场所输卵管、子宫2.分裂方式有丝分裂卵裂 胚胎发育早

20、期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积不断增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。Early embryonic development02胚胎早期发育原肠胚受精卵2细胞4细胞8细胞桑椹胚囊胚卵裂(细胞未分化)Early embryonic development02胚胎早期发育卵裂期的特点细胞分裂方式为_细胞数目_每个细胞体积_胚胎总体积_或略有_有机物总量_有机物种类_DNA总数目_增加不增加缩小减小减少增加增加分裂方式2细胞 4细胞 8细胞 透明带卵裂受精卵 桑椹胚（32细胞）有丝分裂有丝分裂Early embryonic development02胚胎早期发育项目

21、变化细胞数目每个细胞体积DNA总量每个细胞内的DNA总量有机物总量物质种类胚胎总体积增多减小增多不变减少增多卵裂期的特点不增加或略有减小Early embryonic development02胚胎早期发育桑椹胚 当卵裂产生的子细胞数目达到32个，逐渐形成致密的细胞团，形似桑椹时，这时的胚胎称为桑椹胚。桑椹胚桑椹每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。Early embryonic development02胚胎早期发育囊胚 内细胞团（ICM）的细胞未分化，可以作为胚胎干细胞的来源,滋养层细胞已经分化。内细胞团滋养层囊胚腔透明带发育胎盘和胎膜发育胎儿的各种组织内细胞团细胞具有全能性胚胎进一步发育，

22、胚胎的内部出现了含有液体的腔一囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。注意：细胞开始出现分化了Early embryonic development02胚胎早期发育孵化内细胞团滋养层囊胚腔透明带囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统。Early embryonic development02胚胎早期发育原肠胚滋养层内胚层 外胚层原肠腔结构外胚层：内胚层：中胚层：表面的细胞层向内迁移

23、的细胞内外两个胚层之间Comparison of fertilized egg development in different animals02不同动物受精卵发育的比较动物 种类受精卵发育的时间/h进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑椹胚天发育阶段小鼠243838 5050 6060 7068 803桑椹胚绵羊3638424867 72963416细胞猪21 5151-66667290-110110-11422.546细胞马2430 3650 607298-1066囊胚牛274244 6546 9096-120120-144458 16细胞注：马、牛为排卵后时

24、间，其他动物为交配后时间。Comparison of fertilized egg development in different animals02不同动物受精卵发育的比较讨论1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。讨论2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎?如果换成牛又该怎样处理？ 小鼠应选择至少发育到桑椹胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，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。Compariso

25、n of fertilized egg development in different animals02不同动物受精卵发育的比较 胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础上实现的。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，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。讨论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?请结合所学习的内容举例说明。03习题巩固Exercises to consolidate3.(2019南通质检)关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法错误的是A.桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同B.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的C.囊胚期的细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的03习题巩固Exercises to consolidate4.下列关于