体内受精和早期胚胎发育课件新人教版选修3

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1、专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育3.2 体内受精和早期胚胎培养体内受精和早期胚胎培养3.3 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景胚胎工程胚胎工程 -指对动物指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行的多种显微操作所进行的多种显微操作和处理技术，如和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到要移植到雌性雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。需求。操作对象：操作对

2、象：技术手段：技术手段：理论基础：理论基础：结果：结果：早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精和哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律早期胚胎的发育规律胚胎是胚胎是专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体。一胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体。一般来说，卵子在受精后的般来说，卵子在受精后的2周内称孕卵或受精卵周内称孕卵或受精卵

3、;受精受精后的第后的第38周称为周称为胚胎胚胎。配子是配子是指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生的成指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生的成熟性细胞。熟性细胞。配子配子分为雄分为雄配子配子(male gamete)和雌和雌配子配子(female gamete),动物和植物的雌动物和植物的雌配子配子通常称为卵细通常称为卵细胞胞(ova,或或egg),而将雄而将雄配子配子称为精子称为精子(sperm)。精子相。精子相当小，但能够运动，呈蝌蚪当小，但能够运动，呈蝌蚪.共共14次编辑次编辑 一、教学目标：一、教学目标：1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过

4、程。2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。3.认同胚胎工程建立及发展意义。认同胚胎工程建立及发展意义。二、教学重点：二、教学重点：1.哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。2.哺乳动物的胚胎发育。哺乳动物的胚胎发育。3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育充满活力的精子充满活力的精子卵子的外层被一卵子的外层被一层透明的薄膜保层透明的薄膜保护着，这使它看护着，这使它看起来像一个悬浮起来像一个悬浮在天体中的漂亮在天体中的漂亮的星球。的星球。一、精子的发生一、精子的发生1、场所：、场所：2、时期：、时

5、期：3、过程：、过程：1、场所：、场所：睾丸睾丸2、时期：、时期：初情期初情期到到生生 殖功能衰退殖功能衰退3、过程：、过程：三个阶段三个阶段曲细精管曲细精管精原细胞（精原细胞（2N)有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形（2N)（N)（N)（N)变形变形第三阶段第三阶段_变为精子变为精子头头的主要部分；的主要部分；_ 发育为头部的发育为头部的顶体顶体；_演变为精子的演变为精子的尾尾；_形成形成线粒体鞘线粒体鞘；其

6、它物质浓缩成其它物质浓缩成_（球形）（球形）。第三阶段：第三阶段：变形变形细胞核细胞核高尔基体高尔基体中心体中心体线粒体线粒体原生质滴原生质滴便于便于运动运动“减负减负”精子细胞变形中的精子细胞变形中的主要变化主要变化：4、精子的形态：、精子的形态：（1）外形似蝌蚪，）外形似蝌蚪，分分_、_、_、三、三大部分。大部分。（2）不同种动物精子的形态）不同种动物精子的形态_，大，大小略有小略有_，与动物的体形大小，与动物的体形大小_。头头 颈颈 尾尾相似相似不同不同 无关无关 提示：不是。其一，在自然繁殖的条件提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一下，可以说是动物

7、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（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。精的只有一个。1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但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，这能是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能

8、说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？保障有最好的精子与卵细胞受精保障有最好的精子与卵细胞受精 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制提示：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存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。2.2.精子

9、细胞变成精子的过程中，细胞中很多结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？中在尾的基部？二、卵子的发生二、卵子的发生1、场所：、场所：1、场所：、场所：2、时期：、时期：（放射冠）（放射冠）卵巢卵巢。胚胎在性别分化以后胚胎在性别分化以后卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失3 3、卵

10、子的发生过程、卵子的发生过程M排卵前后完成排卵前后完成受精受精被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎儿期胎儿期初初 情情 期期 后后卵子受精的重要标志卵子受精的重要标志卵卵巢巢输输卵卵管管项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生区别区别处所处所时间时间过程特点过程特点结果结果是否变形是否变形重要区别重要区别相同点相同点睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输卵管初情期后初情期后胎儿时期、初情期后胎儿时期、初情期后连续的，需变连续的，需变形；细胞质均形；细胞质均等分配等分配MM是不连续的，是不连续的，不需变形；细胞质不不需变形；细胞质不均等分配均等分配4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3个

11、极体个极体需要需要不需要不需要发生的时期和场所发生的时期和场所原始生殖细胞的增殖为有丝分裂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生殖细胞的成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂，成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半子细胞中染色体数目减半1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在什么时期什么地方进行？什么时期什么地方进行？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排

12、出？巢中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？卵子是指什么细刚排出的卵是成熟的卵子吗？卵子是指什么细胞？它在母体的什么部位与精子受精？胞？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，有的完成第一次减数分答：刚排出的卵子尚未完全成熟，有的完成第一次减数分裂，有的没有，需要在输卵管内进一步成熟，直到裂，有的没有，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分减数第二次分裂的中期裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵才能与精子结合完成受精过程。排出的卵 子是在子是在输卵管输卵管内与精子受精的。内与精子受精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个

13、成熟的卵子。成熟的卵子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？些相似点或不同点？哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点（或不同点（场所、时间、过程特点、结果场所、时间、过程特点、结果）？）？1 1）相似点：）相似点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增加生殖原细，不断增加生殖原细胞的数量；经过胞的数量；经过减数分裂减数分裂（MM和和MM）才能）才能形成精子和卵子。形成精子和卵子。2）不同点：）不同点：1个精原细胞个精原细胞4个精子，个

14、精子，1个卵原细胞个卵原细胞1个卵子；个卵子；精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。（关键）（关键）哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎胎儿出生前完成儿出生前完成的，而精子是从初情期开始。的，而精子是从初情期开始。巩固练习巩固练习1.1.下列不属于胚胎工程的是：下列不属于胚胎工程的是：（）A.A.体外受精体外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植胚胎分割、胚胎移植C.C.胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 D.D.转基因鲤鱼的培育转基因鲤鱼的培育 2.2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两两对同源染色体，它形

15、成的含有对同源染色体，它形成的含有ABAB的配子有的配子有 （）A.1A.1个个 B.0B.0或或1 1个个 C.2C.2个个 D.4D.4个个DB3、下列关于精子的说法，不正确的是、下列关于精子的说法，不正确的是A 精子的发生从初情期开始精子的发生从初情期开始B 它与卵细胞的受精发生在子宫内它与卵细胞的受精发生在子宫内C 精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体D 精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落4、下列有关卵子产生的说法中，正确的是、下列有关卵子产生的说法中，正确的是A 哺乳动物卵泡的形

16、成是在初情期哺乳动物卵泡的形成是在初情期B 排出成熟卵细胞的过程即为排卵排出成熟卵细胞的过程即为排卵C 卵子形成是的分裂过程均在卵巢内完成卵子形成是的分裂过程均在卵巢内完成D 卵子产生重的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合卵子产生重的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合 过程中完成的过程中完成的5、下图表示卵子的发生过程，与此相关的论述中，不合、下图表示卵子的发生过程，与此相关的论述中，不合理的是理的是A 图中图中A是第一极体，是第一极体，B是合子，是合子，E是指受精，阶段是指受精，阶段C是指是指胎儿期，阶段胎儿期，阶段D是指初情期是指初情期B 当观察到两个极体是，可以表明卵子已经完成了受精当观

17、察到两个极体是，可以表明卵子已经完成了受精C 能发生染色体着丝点分裂的阶段是能发生染色体着丝点分裂的阶段是D 阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组染色体变阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组染色体变异异6 初级卵母细胞的第一次减数分裂完成的时间初级卵母细胞的第一次减数分裂完成的时间和部位分别是在和部位分别是在7 下列关于促进动物大量排卵的叙述中，正确的是下列关于促进动物大量排卵的叙述中，正确的是A 给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵B 给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素，给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素，使其超数排卵使其超数排

18、卵C 给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵D 给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素，给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素，使其超数排卵使其超数排卵排卵前后，卵巢内排卵前后，卵巢内三、受精三、受精1、概念、概念:2、标志、标志:3、场所、场所:1、概念、概念:指指精子和卵子精子和卵子结合形成结合形成合合 子子(即即受精卵受精卵)的过程。的过程。2、标志、标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙的间隙 观察到观察到两个极体两个极体时。时。3、场所、场所:输卵管输卵管。4 4、过程、过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段准备阶

19、段准备阶段1：精子获能精子获能准备阶段准备阶段2：卵子的准备卵子的准备精子在精子在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生相发生相应生理变化后，才能获得受精能应生理变化后，才能获得受精能力的现象力的现象。卵子在卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第减数第二分裂中期（二分裂中期（MM）时，才具时，才具备受精能力备受精能力。精子经过哪些困难才能与卵子结合结合呢？1)精子精子穿越放射冠穿越放射冠和和透明带透明带顶体反应顶体反应-顶体内的酶释放，溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质和透明带。穿越透明带，接触卵黄膜穿越透明带，接触卵黄膜-透明带反应透明带反应（第一道屏障第一道屏障）精子穿越精子穿越放射冠和透明带放

20、射冠和透明带进入卵黄膜进入卵黄膜原核形成原核形成配子结合配子结合精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带反应产生透明带反应形成第一道屏障（形成第一道屏障（作用作用 ）精子被微绒毛抱合精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵精精子子进进入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道屏障形成第二道屏障 （作用？作用？）尾部脱离尾部脱离核膜破裂核膜

21、破裂形成雄原核形成雄原核形成雌原核形成雌原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵卵子受精的标志：卵子受精的标志：当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察的间隙可以观察到到两个极体两个极体时，说明卵子已经完成了受精。时，说明卵子已经完成了受精。区分受精的标志和受精完成的标志区分受精的标志和受精完成的标志 受精的标志是第二极体的形成，也就是减数分裂的第受精的标志是第二极体的形成，也就是减数分裂的第二次分裂形成的最后极体；二次分裂形成的最后极体；而受精完成的标志是雌雄原核形成合子，才是受精

22、而受精完成的标志是雌雄原核形成合子，才是受精完成的标志。完成的标志。5.5.受精作用的实质和意义受精作用的实质和意义 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。四、胚胎发育四、胚胎发育受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成中胚中胚层层外胚层外胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但但胚胎总体积并不增加，或略有减少胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有：由具有全能性细胞全能性细胞构成，细胞数在构成

23、，细胞数在3232个左右个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初最初在在输卵管输卵管进行有丝分裂进行有丝分裂五、总结和反馈练习：五、总结和反馈练习：经过种种障碍的精子终于与卵子相遇经过种种障碍的精子终于与卵子相遇精子试图进入卵子精子试图进入卵子 瞬间瞬间 此时此时,精子的头已经钻进去了精子的头已经钻进去了,我们还可以看我们还可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。在尾巴拍打的驱动下，努力进

24、入卵子。精子试图进入卵子精子试图进入卵子 瞬间瞬间穿过穿过放射冠放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。-当第一个精子当第一个精子穿越穿越透明带接触卵黄膜时透明带接触卵黄膜时，透明带的穿透性就立透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻即发生变化，从而阻止其他精子进入透明止其他精子进入透明带带。透明带反应透明带反应：-当第一精子进入卵黄膜后，当第一精子进入卵黄膜后，卵黄卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精进入卵内与卵子结合受精。卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用：防止多精入卵的两道防线防止多精入

25、卵的两道防线精子精子进入卵子后进入卵子后,原核原核膜破裂，形成新核膜，膜破裂，形成新核膜，形成形成雄原核。雄原核。卵子卵子被激活完成减二被激活完成减二分裂，分裂，排出第二极体排出第二极体，形成形成雌原核雌原核。两者向细胞中部靠拢两者向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细并相互融合成一个细胞核胞核,这时称受精卵。这时称受精卵。受精卵（第一天）卵裂期卵裂期桑椹胚(第3天)囊胚囊胚囊胚植入子宫囊胚植入子宫内膜，胚卵期内膜，胚卵期结束结束受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 着陆着陆,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟心跳每分钟140150140150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映边，这可以促进它对吮吸的反映。