河北省石家庄一中高二生物《31 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、胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行的所进行的多种显微操作和处理技术多种显微操作和处理技术, ,如如胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后等技术。经过处理后获得的胚胎获得的胚胎, ,还需要移植到还需要移植到雌性雌性动物体内生产后代动物体内生产后代, ,以满足人类的各种需求。以满足人类的各种需求。1 1、精子的发生、精子的发生(1)(1)场所场所: :精子的发生是在精子的发生是在 内的内的 中完中完成的。成的。(2)(2)时期时期:(:(雄性动物雄性动物) )从从 到到 。一、精子

2、和卵细胞的发生一、精子和卵细胞的发生哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 1 1、精子的发生、精子的发生(1)(1)场所场所: :精子的发生是在精子的发生是在 睾丸睾丸 内的内的 曲细精管曲细精管 中中完成的。完成的。(2)(2)时期时期:(:(雄性动物雄性动物) )从从 初情期初情期 到到 生殖机能衰退生殖机能衰退 。一、精子和卵细胞的发生一、精子和卵细胞的发生哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 精原细胞精原细胞(3)精精子子发发生生的的过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段精子精子？分裂？分裂？时期？时期？时期？时期？时期？时期？过程？过程精原细胞精原细胞精精子子发发生

3、生的的过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段精子精子大量精原细胞大量精原细胞有丝分裂有丝分裂染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞MM变形变形次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子细胞变形中精子细胞变形中的主要变化：的主要变化：发育为发育为演变为演变为形成形成浓缩成浓缩成变为变为线粒体鞘1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子细胞变形中的主要变化：精子细胞变形中的主要

4、变化：精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (最后脱落最后脱落) )发育为发育为演变为演变为形成形成浓缩成浓缩成变为变为线粒体鞘线粒体鞘精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )精子的尾精子的尾精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体原生质滴原生质滴( (最后脱落最后脱落) )线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )精子的尾精子的尾精子头的主要部分精子头

5、的主要部分头部的顶体头部的顶体线粒体鞘(4)(4)精子的形态：精子的形态： 外形似蝌蚪，分外形似蝌蚪，分 _、_、_、三大、三大部分。部分。 不同种动物精子的形态不同种动物精子的形态_，大小略，大小略有有_, ,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2 2、卵子的发生、卵子的发生(1)(1)场所场所: :卵子的发生是在卵子的发生是在 内中完成的。内中完成的。(2)(2)时期时期: :始于始于 。动物。动物胚胎在胚胎在 以后，由卵原细以后，由卵原细胞通过胞通过 不断增加其数量，并进一不断增加其数量，并进一步演变成步演变成 。动物细胞卵巢、卵泡和卵动物细胞

6、卵巢、卵泡和卵子的关系图子的关系图2 2、卵子的发生、卵子的发生(1)(1)场所场所: :卵子的发生是卵子的发生是在在 卵巢卵巢 内完成的。内完成的。(2)(2)时期时期: :始于始于胎儿期胎儿期。动物胚胎在动物胚胎在 性别分化性别分化 以后，由卵原细胞通过以后，由卵原细胞通过 有丝分裂有丝分裂 不断增加其不断增加其数量，并进一步演变成数量，并进一步演变成 初级卵母细胞初级卵母细胞 。动物细胞卵巢、卵动物细胞卵巢、卵泡和卵子的关系图泡和卵子的关系图在在 （时间）完成（时间）完成透明带形成透明带形成, ,被被 包围，形成卵泡包围，形成卵泡一般不进行一般不进行MM卵原细胞卵原细胞多个卵原细胞多个卵

7、原细胞卵子卵子合子合子卵泡细胞卵泡细胞在在 完成完成透明带形成透明带形成, ,被被 包围，形成卵泡包围，形成卵泡一般不进行一般不进行MM有丝分裂有丝分裂染色体复制染色体复制MM卵原细胞卵原细胞多个卵原细胞多个卵原细胞胎胎儿儿时时期期第一极体第一极体MM卵子卵子第二极体第二极体 受精受精初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞合子合子卵泡细胞卵泡细胞排卵前后排卵前后初初情情期期后后不同发育阶段的卵泡不同发育阶段的卵泡排卵排卵黄体黄体退化退化黄体黄体卵泡细胞卵泡细胞第一极体第一极体卵丘细胞卵丘细胞核核透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵泡卵泡细胞初级卵母细胞卵泡卵泡细胞初级卵母细胞初始初始卵泡卵泡不

8、同发育阶段的卵泡不同发育阶段的卵泡排卵排卵黄体黄体退化退化黄体黄体卵泡细胞卵泡细胞第一极体第一极体卵丘细胞卵丘细胞核核透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵卵子子结结构构图图排出的卵都处于减排出的卵都处于减时期吗？时期吗？思考：思考：1 1、精子形成场所？、精子形成场所？2 2、精子的变形过程？、精子的变形过程？3 3、卵细胞的形成过程？、卵细胞的形成过程？1 1、概念、概念: :指指 和和 结合形成结合形成( (即即 ) )的过程。的过程。2 2、标志、标志: :在在 和和 的间隙可以的间隙可以观察到两个极体。观察到两个极体。3 3、场所、场所: :受精是在受精是在 内完成的。内完成的。二、受精二、受精

9、1 1、概念、概念: :指指 和和 结合形成结合形成( (即即 ) )的过程。的过程。2 2、标志、标志: :在在 和和 的间隙可以的间隙可以观察到两个极体时。观察到两个极体时。3 3、场所、场所: :受精是在受精是在 内完成的。内完成的。二、受精二、受精精子精子受精卵受精卵卵细胞膜卵细胞膜透明带透明带输卵管输卵管卵子卵子合子合子精子穿越精子穿越 和和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受受精精过过程程准备阶段准备阶段1：准备阶段准备阶段2：精子进入精子进入准备阶段准备阶段1 1：精子获能精子获能 即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生相应发

10、生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段准备阶段2 2：卵子的准备卵子的准备 即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第二分裂中期减数第二分裂中期（MM）时，才具备受精能力。）时，才具备受精能力。受精前准备阶段：受精前准备阶段：受精阶段受精阶段 包括包括精子穿精子穿越放射冠越放射冠和和透透明带明带，进入，进入卵卵细胞膜细胞膜，雌雄雌雄原核形成原核形成和和受受精卵形成精卵形成。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溶解卵丘细溶解卵丘细胞之间物质胞之间物质穿越放射冠穿越放射冠接触透明带接触透明带顶体酶溶解顶体酶溶解透明带透明带穿越

11、透明带穿越透明带接触卵细胞接触卵细胞膜膜产生透明带产生透明带反应反应形成第一道形成第一道屏障屏障精子被微绒精子被微绒毛抱合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注入卵精子注入卵精精子子注注入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵细胞产生卵细胞膜反应膜反应形成第二道形成第二道屏障屏障尾部脱离核尾部脱离核膜破裂膜破裂形成雄形成雄原核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形成雌形成雌原核原核发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵1.1.重要名词：重要名词： 精子获能、顶体反应、透明带反应、精子获能、顶体反应、透明带反应、

12、卵细胞膜反应等卵细胞膜反应等2.2.防止多精入卵受精有哪些生理反应？防止多精入卵受精有哪些生理反应？受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚内细胞团透明带囊胚滋养层囊胚腔原肠胚图图 3-8 哺乳动物受精卵的发育哺乳动物受精卵的发育三、胚胎发育三、胚胎发育卵裂据图叙述各个阶段的特征？据图叙述各个阶段的特征？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）幼体出生幼体出生在透明带内进行有丝分裂，细胞数量在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。或略有减少。由具有全能性细胞构成，细胞数

13、在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个个左右，排列紧密，形似桑椹左右，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：发育成胎膜和胎盘三、胚胎发育三、胚胎发育滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔孵化孵化1. 1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？最高？2.2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应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？选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其

14、次为小鼠。答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子宫，但为了细胞阶段进入子宫，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。用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3.3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育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？请结的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明合本节内容举例说明提示：胚胎工程的许

15、多技术都是在了解哺乳动物自提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然条件下的特点和规律，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；获能细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精

16、卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。于体内自然条件下的基础研究成果。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？提示：正常情况下，一个卵泡只能形成提示：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟成熟的卵子。的卵子。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出？巢中排出？提示：是指提示：是指卵子从卵泡中排出卵子从卵泡中排出。讨论讨论: :（教材（教材P63P63）3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么刚排出的卵是成熟的卵子吗？它

17、在母体的什么部位与精子受精？部位与精子受精？提示：刚排出的卵子提示：刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟，仅完成第一次减数，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到分裂，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。当卵黄膜和透才能与精子结合完成受精过程。当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时说明卵子完成了受精。明带的间隙可以观察到两个极体时说明卵子完成了受精。排出的卵子是在排出的卵子是在输卵管内输卵管内与精子受精的。与精子受精的。讨论讨论: :（教材（教材P63P63） 不是不是。其一，。其一，在自然繁殖的条件下，可在自然繁

18、殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理理保障机制保障机制；其二，其二，在自然条件下，精子从在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛筛选选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，排除，造成精子大量损耗造成精子大量损耗。最后到达受精部。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。成受精的只有一个。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

19、够与卵子结合，这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？能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？2.2.精子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？提示：细胞核提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场是精子遗传物质储存和复制的场所所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于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，尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和是精子维持生存和运动能量的运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。讨论讨论: :（教材（教材P62P62）