高中生物课件31体内受精和早期胚胎发育

退出目录专题3胚胎工程退出目录3.1体内受精和早期胚胎发育退出目录课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。2.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的意义。重点:1.哺乳动物精子和卵子的发生。2.哺乳动物的受精过程。3.哺乳动物的胚胎发育。难点:1.哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应的概念和生理功能。2.哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。退出目录预习导引退出目录一、精子和卵子的发生1.精子的发生(1)场所:睾丸。(2)时间:从初情期开始,直到生殖机能衰退。(3)过程:①精原细胞有丝分裂产生大量的精原细胞,其中部分精原细胞进一步形成初级精母细胞;②1个初级精母细胞通过减数分裂产生4个精子细胞;③精子细胞通过变形形成精子。退出目录2.卵子的发生(1)场所:卵巢。(2)时间:动物的胚胎在性别分化后。(从胎儿时期开始完成卵泡的形成和在卵巢内的储备)(3)过程①胎儿期:卵原细胞有丝分裂产生初级卵母细胞;②排卵前:一个初级卵母细胞经过减数第一次分裂产生一个次级卵母细胞和第一极体;③精子和卵子结合过程中:一个次级卵母细胞经过减数第二次分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。3.卵子是否受精的重要标志:当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。退出目录二、受精1.场所:雌性的输卵管内。2.过程(1)准备阶段1:精子获能。(2)准备阶段2:卵子的准备。只有达到减数第二次分裂中期的卵子才具备与精子受精的能力。(3)受精阶段①获能后的精子与卵子相遇,首先发生顶体反应,释放出顶体酶,溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠;②精子与透明带接触,顶体酶溶解透明带,精子穿越透明带与卵细胞膜接触。精子触及卵细胞膜发生透明带反应,是防止多精入卵的第一道屏障;退出目录③精子与卵细胞膜接触,精子外膜与卵细胞膜相互融合,精子入卵。精子入卵后发生卵细胞膜反应,是防止多精入卵的第二道屏障;④精子入卵后发生一系列变化,产生雄原核;精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂形成雌原核和第二极体。⑤雄原核与雌原核彼此接触,两组核染色体合为一组,形成一个含二倍染色体的合子,也就是受精卵。受精过程完成。退出目录三、早期胚胎发育1.卵裂期:在透明带内进行,特点:进行有丝分裂;细胞数量不断增加,但胚胎总体积不增加或略有缩小。2.桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右,这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。3.囊胚:内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎进一步发育出现囊胚腔,然后出现了囊胚进一步扩大,导致透明带的破裂,胚胎从透明带中伸展出来的孵化过程。4.原肠胚:内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,滋养层发育成胎膜和胎盘,内胚层包围着原肠腔。退出目录预习交流某同学认为:陆生生物起源于水生生物,只要将哺乳动物的卵子和精子同时放入水溶液中,自然会受精融合形成受精卵。1.你认为这句话对吗?为什么?提示:不对。精子必须首先获能,卵细胞也必须在输卵管内发育成熟,然后才能发生受精作用。2.哺乳动物受精过程主要包括哪些内容?提示:精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和融合。退出目录课堂合作探究问题导学退出目录一、精子和卵子的发生活动与探究1.哺乳动物精子的发生是在哪里完成的?是从个体发育的什么时间开始的?提示:哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的,开始于初情期。2.各种家畜精子发生的过程大体可分为哪三个阶段?提示:第一阶段:精原细胞经有丝分裂产生大量的精原细胞,其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成,进一步形成初级精母细胞。第二阶段:初级精母细胞经过减数分裂(包括MⅠ和MⅡ)产生精子细胞。第三阶段:精子细胞经过变形成为精子。退出目录3.卵子的发生是在哪里完成的?开始于什么时间?提示:卵子的发生是在雌性动物的卵巢内完成的,开始于胚胎期的性别分化以后。4.卵泡和初级卵母细胞是什么关系?一个卵泡中能形成几个成熟的卵子?提示:初级卵母细胞被卵泡细胞包围,形成卵泡。正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。5.初级卵母细胞变为成熟卵子的两次分裂分别是在什么时候完成的?提示: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子结合的过程中完成的。退出目录6.排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中排出?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?提示:排卵是指卵子从卵泡中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成第一次减数分裂,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。7.精子和卵子在发生上的重要区别是什么?判断卵子是否受精的重要标志是什么?提示: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,这是精子和卵子在发生上的重要区别。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。退出目录迁移与应用下列不属于精子和卵子发生的区别的是()。A.初级精母、卵母细胞的形成时间B.MⅠ和MⅡ的时间连续性C.成熟生殖细胞是否发生变形D.成熟生殖细胞中染色体的数量解析:初级精母细胞是雄性动物初情期开始后,才由精原细胞分裂形成的,而初级卵母细胞的发生是在胎儿时期完成的;精子的产生在MⅠ和MⅡ连续进行,卵子通过MⅠ形成次级卵母细胞,进入输卵管,准备与精子受精,MⅡ是在精子和卵子结合的过程中完成的;精子细胞形成后要经过变形,卵子不需要变形;成熟的精子和卵子都是经过减数分裂形成的,都含有相当于亲本体细胞数目一半的染色体。答案:D退出目录精子和卵子的发生比较精子卵子发生场所睾丸卵巢开始时间初情期以后胚胎性别分化以后细胞增殖方式先有丝分裂后减数分裂,MⅠ和MⅡ是连续的先有丝分裂后减数分裂,MⅠ和MⅡ是不连续的细胞质分配方式均等分配不均等分配子细胞数目4个精子细胞1个卵细胞和3个极体是否变形变形不变形重要区别哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的,而精子的发生是从初情期开始的退出目录二、受精作用活动与探究1.精子和卵子在受精前要做哪些准备?提示:(1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。(2)卵子的准备:动物排出的卵子成熟程度不同,都要在输卵管内进一步成熟,当达到减数第二次分裂的中期时,才具备与精子受精的能力。2.进行体外受精时,将卵母细胞取出后,是否应当置于与输卵管中相似的环境,让它进一步成熟?提示:是的。从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟,尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟阶段。退出目录3.受精过程是怎样的?提示:(1)顶体反应和透明带反应:透明带反应是防止多个精子进入透明带,引起多精入卵受精的第一道屏障。(2)卵细胞膜反应:精子入卵后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,阻止其他精子再进入卵内,这种生理反应叫作卵细胞膜反应。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。(3)雌雄原核形成精子入卵→原有精子核膜破裂→雄原核形成卵子完成MⅡ,第二极体形成→雌原核形成(4)雌、雄原核结合,受精过程结束,形成受精卵。退出目录迁移与应用每一物种都可保持本物种染色体数目的稳定,在动物受精过程中,有一系列的机制保证一个精子与一个卵子结合,而防止多个精子与卵子结合,从而保证本物种染色体数目的稳定。下列哪些活动可防止多个精子与卵子结合?()①精子细胞变形,细胞核物质集中在精子头部②精子获能③顶体反应④透明带反应⑤卵细胞膜反应A.①②B.①③C.③⑤D.④⑤解析:精子细胞的变形使精子具有灵活运动的能力,使精子迅速运动,找到卵子;精子获能是精子在雌性生殖道中经过一系列的生理变化,获得受精的能力;顶体反应是顶体内的酶释放出来,可以直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通路;透明带反应是指精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应;精子进入卵子后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,这就是卵细胞膜反应。答案:D退出目录(1)成熟的精子并不代表具有受精能力,必须获能后方才具备受精能力。精卵细胞的结合是在输卵管内进行的;卵子的减数第二次分裂的完成场所也是输卵管。(2)为防止其他精子进入,受精过程中一共形成两道屏障,第一道屏障为透明带反应,第二道屏障为卵细胞膜反应。退出目录三、早期胚胎发育活动与探究1.早期的胚胎发育分为哪几个阶段?提示:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚(内含囊胚腔)→原肠胚(内含原肠腔)→胎儿形成。2.卵裂期有什么特点?提示:细胞分裂方式为有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小。3.桑椹胚时期细胞有什么特点?提示:桑椹胚时期前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。退出目录4.囊胚时期的特点是什么?提示:囊胚时期出现细胞分化和囊胚腔;内细胞团细胞:将来发育成胎儿的各种组织;滋养层细胞:将来发育为胎膜和胎盘,为胎儿发育提供营养。5.原肠胚时期的特点是什么?提示:原肠胚时期具有原肠腔,细胞进一步分化成三个胚层:内胚层、中胚层、外胚层。退出目录迁移与应用以下关于桑椹胚的说法不正确的是()。A.胚胎细胞达到32个左右,形似桑椹B.此阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,即每个细胞都具有全能性C.良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛,性别一定为雌性D.是由受精卵经有丝分裂产生的退出目录解析:考查桑椹胚的概念及特点。当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫作桑椹胚。实验证实,这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的。故A、B、D三项正确。良种母牛体内桑椹胚是由受精卵发育而成的,受精卵经有丝分裂形成的各细胞基因型相同,由它们克隆而成的小牛性别也相同,但不一定都是母牛或说雌性,这要视一开始此受精卵的情况而定。若受精卵为XY型,则为雄性;若受精卵为XX型,则为雌性,C项错误。答案:C退出目录早期胚胎发育的营养物质来自卵子,后期通过胎盘从母体吸收营养物质。退出目录当堂检测退出目录1.关于精子变形的叙述错误的是()。A.细胞核变为精子头部的主要部分B.高尔基体发育为头部的顶体C.中心体演变为精子的尾D.线粒体退化消失解析:A、B、C三项都是精子变形中的变化,而线粒体在变形中形成线粒体鞘而不是退化消失。答案:D退出目录2.下列关于卵子发生的叙述,正确的是()。A.哺乳动物卵子的发生是在子宫中进行的B.雌性动物卵子的发生是从青春期开始的C.卵子的发生过程不具有变形过程D.一个初级卵母细胞可产生4个卵子解析:哺乳动物卵子的发生是在卵巢中进行的;发生时期从胎儿期性别分化以后开始;初级卵母细胞减数第一次分裂产生一个次级卵母细胞和第一极体,次级卵母细胞经减数第二次分裂产生一个成熟的卵子和第二极体;卵子发生不经过变形。答案:C退出目录3.下列属于精子、卵子发生上的区别的是()。A.细胞的分裂方式B.细胞遗传物质的变化C.成熟细胞的染色体数量D.发生时期解析:精子的发生是从初情期开始的,而卵子的发生是从胎儿期的性别分化以后开始的。答案:D退出目录4.动物的受精过程包括下列基本步骤,其受精作用的实质是()。A.精子和卵子相互识别B.精子头部进入卵细胞内C.精子和卵子结合D.卵核和精核相互融合答案:D退出目录5.有关胚胎发育的叙述,错误的是()。A.受精过程的结束即胚胎发育的开始B.胚胎发育的初期是在输卵管中进行的C.桑椹胚期的胚胎从透明带中伸展出来,称孵化D.原肠胚期出现了三个胚层的分化解析:卵子和精子在输卵管完成受精后,发育也就开始了,因此胚胎发育的初期是在输卵管中进行的;早期胚胎发育过程中,囊胚期由于细胞增殖使细胞数量增多,且出现了囊胚腔,因此体积进一步扩大,会从透明带中伸展