高中生物专题3胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育课件新人教版选修

3．1体内受精和早期胚胎发育学习目标知识体系1.简述精子和卵子的发生过程。(难点)2.了解哺乳动物受精的过程。(重点)3.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。(重点)01探新知自主梳理02破重难讲练互动03固双基当堂达标04课后巩固提升一、胚胎工程的概念1．操作对象：动物

或配子。2．处理技术：如体外受精、

、

、胚胎干细胞培养等技术。3．特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到

动物体内产生后代，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：

。(2)时期：从

开始，到

。睾丸初情期生殖机能衰退(3)过程(4)形状：外形似蝌蚪，分

、

和

三大部分。头颈尾

(5)精子细胞变形特点(连线)2．卵子的发生(1)场所：

。(2)时期：

(性别分化以后)和

。卵巢胎儿期初情期后

(3)过程(4)两次分裂的时间：第一次是在

完成的，第二次是在

的过程中完成的。雌性动物排卵前后精子和卵子结合三、受精1．概念：受精是

与

结合形成

(即受精卵)的过程。2．场所：

。3．过程：包括

阶段和

阶段。(1)准备阶段①精子获能：即精子必须在

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

内进一步成熟，当达到减数第二次分裂

时，才具备与精子受精的能力。精子卵子合子雌性动物的输卵管准备受精雌性动物生殖道输卵管中期

(2)受精阶段①顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放

，溶解

之间的物质，形成精子穿越

的通道。②透明带反应：在精子触及

的瞬间，会产生阻止

进入透明带的生理反应。③卵细胞膜反应：当精子与

接触后，立即被卵细胞膜表面的

抱合，随后

，精子入卵。此时卵细胞膜立即发生

其他精子再进入卵内的生理反应，称为

。顶体酶卵丘细胞放射冠卵细胞膜后来的精子卵细胞膜微绒毛精子外膜和卵细胞膜相互融合拒绝卵细胞膜反应4．原核形成及配子结合(1)雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，随后精子形成新的

，最后形成一个比原来精子核还大的核叫

。(2)雌原核形成：被激活的卵子完成

，排出

后，形成

。(3)配子结合：雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组，形成一个

，也就是受精卵。核膜雄原核减数第二次分裂第二极体雌原核含二倍染色体的合子四、早期胚胎发育受精卵→

→桑椹胚(细胞数目为

个左右)→囊胚(出现

和滋养层，后期囊胚

)→原肠胚(

形成外胚层和内胚层)。1．卵裂期的特点细胞进行

分裂，细胞

不断增加，但胚胎的

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：胚胎细胞数目达到

个左右时，胚胎形成致密的细胞团形似

，叫桑椹胚，这一阶段前的

都具有发育成

的潜能，属于全能细胞。卵裂期32内细胞团孵化内细胞团有丝数量总体积32桑椹每一个细胞完整胚胎囊胚腔透明带外胚层内胚层原肠胚原肠腔

[预习小测]1．想一想早期胚胎发育过程中哪个时期开始细胞分化？提示：囊胚时期。2．判一判(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的人体部位是输卵管。()(2)精子在初情期后开始形成，两次分裂连续进行；卵子在胚胎性别分化以后形成，两次分裂不连续进行。()(3)体外受精的准备需要两个阶段：“精子获能”和“卵子成熟”。()(4)受精完成的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体。()(5)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。()(6)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期。()√√√√××(1)上图①表示________，②表示________。(2)雄性动物精子产生的时期是__________________________________。(3)雌性动物卵泡的形成是在_________________________________________完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。(4)初级卵母细胞进行Ⅰ过程是在雌性动物________(时期)完成的，Ⅱ过程是在受精作用过程中完成的。提示：(1)有丝分裂减数分裂(2)从初情期直到生殖机能衰退(3)出生前(胎儿期)

(4)排卵前后1．精子和卵子发生的四个不同点项目精子发生卵子发生场所雄性运动睾丸的曲细精管内雌性动物的卵巢内(MⅠ)和输卵管内(MⅡ)时期初情期开始，直到生殖机能衰退胚胎时期性别分化以后和初情期以后MⅠ：雌性动物排卵前后MⅡ：精卵结合过程中项目精子发生卵子发生过程特点①MⅠ和MⅡ是连续的；②两次分裂细胞质都是均等分配；③需要变形①MⅠ和MⅡ是不连续的；②只有MⅡ中的第一极体分裂为第二极体时细胞质均等分配，其余细胞质都是不均等分配；③不需要变形结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2.精子和卵子发生的三个相同点(1)原始生殖细胞的增殖为有丝分裂。(2)生殖细胞的形成过程为减数分裂。(3)形成过程均经一次染色体复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半。

[易错警示]精子和卵子产生的四个易错点(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，雄性动物发育到初情期开始产生精子。(3)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(4)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的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)。1．下列关于哺乳动物精子和卵子的发生的叙述，正确的是(

)A．1个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子B．精子的头部主要含细胞核，中心体发育为它的顶体C．卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的D．卵子的成熟部位和受精部位不同解析：精子的产生包括三个阶段，减数分裂是指初级精母细胞形成精细胞的阶段。精细胞变形形成精子时，高尔基体发育成头部的顶体，中心体则演变为精子的尾。卵子的成熟部位和受精部位都是输卵管。答案：C2．了解哺乳动物受精的规律对于我们进行胚胎工程的操作十分重要，以下说法不正确的是(

)A．在精子细胞的变形过程中，高尔基体发育为精子头部的顶体，中心体演变为精子的尾B．不同种动物的精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关C．一个卵泡中能形成两到三个成熟的卵子D．排卵是指卵子从卵泡中排出解析：在精子细胞的变形过程中，高尔基体发育为精子头部的顶体，中心体演变为精子的尾，选项A正确；不同种动物的精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关，选项B正确；一个卵泡中只能形成1个成熟的卵子，选项C错误；排卵是指卵子从卵泡中排出，选项D错误。答案：C(1)受精前的准备①精清中含有一种能抑制精卵结合的物质，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卵结合的抑制，才能完成受精。这个过程叫作____________。②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。

(2)描述图中受精过程中生理或结构上的变化过程主要变化①获能的精子穿越________精子获能后，与卵子相遇时发生____________，顶体内的酶释放出来，直接溶解____________之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道②精子穿越__________精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带③精子进入卵细胞膜精子与卵细胞膜接触，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，__________和__________相互融合，精子入卵④合子形成__________融合成合子，即受精卵提示：(1)①精子获能②输卵管减数第二次分裂中期(2)放射冠顶体反应卵丘细胞透明带精子外膜卵细胞膜雌雄原核

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①顶体反应发生在精子与卵子相遇时。②透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间。③卵细胞膜反应发生在精子入卵后。(2)从生理作用看①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。②透明带反应是防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障。③卵细胞膜反应也是防止其他精子入卵，是防止多精入卵受精的第二道屏障。

[易错警示]受精过程认识的三个误区(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。(3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。1．受精过程的顺序为(

)①第一次卵裂开始②释放第二极体③顶体反应④穿越透明带⑤雌、雄原核的形成⑥核膜消失，雌雄原核融合A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥①C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥①解析：受精过程中，获能的精子与卵子相遇时即发生顶体反应；当精子穿越透明带触及卵细胞膜时，透明带立即封闭以阻止其他精子进入，进而激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂，释放第二极体；雌雄原核形成后，核膜消失，雌雄原核融合在一起，形成合子，开始第一次卵裂。答案：D2．如图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变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解析：X表示卵细胞膜反应，是防止多精入卵的第二道屏障，Y表示减数第二次分裂，在受精过程中卵子完成减数第二次分裂，A正确；经图中Y过程，除形成雌原核外，还形成极体，B错误；精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合，C正确；精子入卵后，尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶，D正确。答案：B(1)早期胚胎发育的起点是________。(2)受精卵最初发育的场所是________。(3)桑椹胚以前的细胞均________，细胞都具有________。(4)____________的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高。提示：(1)受精卵(2)输卵管(3)未分化全能性(4)桑椹胚至囊胚2．胚胎发育过程中几个量的变化(1)细胞数量或DNA总量：胚胎发育过程是受精卵不断进行有丝分裂的过程，细胞数目____________，DNA总量也会____________。(2)有机物总量：早期胚胎发育过程消耗的营养主要来自受精卵内储存的有机物，因而有机物总量会____________。(3)细胞体积：在由受精卵发育至囊胚的过程，外面始终由透明带包裹，整个胚胎体积___________，而细胞数目越来越多，所以每个细胞体积________。(4)细胞核质比：在由受精卵发育至囊胚过程中，随着细胞分裂的进行，细胞核数目增多，而整个胚胎体积基本不变，所以细胞核与细胞质的比例会_____。提示：(1)越来越多越来越多(2)越来越少(3)基本不变减小(4)越来越大1．过程图示2．卵裂期细胞或物质变化规律项目变化细胞数目增多每个细胞体积减小总体积基本不变DNA总量增多每个细胞DNA基本不变有机物总量(能量)减少物质种类增多3.细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系(1)桑椹胚期以前的细胞具有全能性，即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。(2)囊胚开始出现细胞分化，其中内细胞团细胞具有全能性，而滋养层细胞不具有全能性。(3)原肠胚中出现胚层分化，细胞不再具有全能性。

[易错警示]早期胚胎发育认识的三个误区(1)误认为子宫是唯一的发育场所。受精卵形成后即在输卵管内开始进行有丝分裂，输卵管为受精卵发育的最初场所。(2)误认为胚胎发育过程中胚胎体积一直在增大。卵裂时期胚胎总体积基本不变，每个细胞的体积在减小。(3)误认为胚胎发育过程中有机物总量在增加。早期胚胎发育消耗卵细胞提供的营养物质，有机物总量减少，但有机物种类增加。1．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细胞分化，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解析：桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同，是全能细胞；囊胚期细胞分化是基因选择性表达的结果；囊胚期的细胞进行有丝分裂，遗传物质一般不变；内细胞团和滋养层细胞内遗传物质相同，蛋白质不同，这与转录有关。答案：B2．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述错误的是(

)A．①过程发生了同源染色体的分离和自由组合B．②过程细胞通过有丝分裂的方式增殖C．a时期中含有全能细胞D．b时期会分化成三个胚层解析：①过程是受精作用，该过程中不会发生同源染色体的分离和自由组合；a表示囊胚期，此时细胞中的内细胞团可分离出胚胎干细胞(属于全能细胞)；b时期是原肠胚，出现胚层的分化。答案：A[夯实生命观念]1．精子是在曲细精管中产生的，从初情期开始一直到生殖机能衰退。2．卵子产生于卵巢，时期为胎儿期和初情期后。3．产生精子的MI和MⅡ是连续发生的，但卵子产生过程中MⅠ和MⅡ是不连续的，MⅡ是精子和卵子结合过程中完成的。4．精子获能和卵子发育到MⅡ中期才能进行受精。5．透明带反应和卵细胞膜反应可以防止多精入卵。6．胚胎发育的过程：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体。

[注重思维表达]1．精子变形时，细胞中很多结构都会消失，为什么细胞核和线粒体会保留下来？提示：细胞核是精子遗传物质的储存场所，而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所。2．刚排出的卵子是成熟的卵子吗？提示：刚排出的卵子尚未完全成熟，有的处于减数第一次分裂时期，如马；有的处于减数第二次分裂时期，如羊、猪。3．精子和卵子在什么部位结合？结合的标志是什么？提示：精卵在输卵管内结合。结合的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。1．以下关于精子形成过程的叙述，不正确的是(

)A．精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分B．高尔基体发育为头部的顶体C．线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘D．细胞内的其他物质浓缩为球状，叫作原生质滴，原生质滴中存在中心体解析：精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩成原生质滴。答案：D2．下列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．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂解析：精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠，而后通过自身运动穿越透明带，并发生透明带反应。防止多精入卵的屏障有两道，透明带反应是第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道屏障。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，形成新的核膜，最后形成雄原核。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。雄原核和雌原核彼此接触，并融合为合子，即受精卵。答案：A3．下列有关受精卵和受精作用的叙述中，错误的是(

)A．受精卵是具有全能性的细胞B．受精卵中的DNA一半来自卵细胞C．受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的D．受精卵中的染色体一半来自精子解析：受精卵是具有全能性的细胞，且受精卵的全能性最高，选项A正确；受精卵的细胞核DNA一半来自卵细胞，而细胞质DNA几乎都来自卵细胞，选项B错误；受精过程中精子和卵细胞的结合