2015年高中生物选修三课件31体内受精和早期胚胎发育

专题3胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育学习目标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。一、胚胎工程的概念1.操作对象：_________或_____。2.操作水平：_________操作和处理技术。3.技术手段：体外受精、_________、_________、胚胎干细胞培养等。4.理论基础：哺乳动物_____和_________发育的规律。早期胚胎配子多种显微胚胎移植胚胎分割受精早期胚胎二、精子和卵子的发生1.精子的发生：(1)场所：在_____内完成。(2)时期：从_______开始，到_____________。睾丸初情期生殖机能衰退(3)过程：有丝分裂染色体减数第一次分裂减数第二次分裂变形(4)形态：精子外形似蝌蚪，分___________三大部分。2.卵子的发生：(1)场所：在雌性动物的_____内完成。(2)时期：动物的胚胎在_________以后。头、颈和尾卵巢性别分化(3)过程：胎儿期卵巢内初级卵母细胞排卵前后卵巢内精子和卵子结合的过程中输卵管三、受精1.概念：受精是_____与_____结合形成_____的过程。2.场所：在雌性动物的_______内完成。3.受精过程：精子获能透明带卵细胞膜受精精子卵子合子输卵管受精卵原核(1)准备阶段。①精子_____：精子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：卵子在输卵管内进一步成熟，当达到____________________时，才具备与精子受精的能力。(2)受精阶段：主要包括精子穿越放射冠和_______，进入卵细胞膜，_____形成和融合。获能减数第二次分裂中期透明带原核(3)防止多精入卵的屏障。①透明带反应(第一道屏障)：精子触及_________的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。②卵细胞膜反应(第二道屏障)：精子_____后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再入卵内。卵细胞膜入卵(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，原有的核膜破裂，随后形成新的_____，最后形成_______。②雌原核形成：被激活的卵子完成_______________，排出_________后，形成_______。(5)配子结合：两核充分发育后，相向移动，彼此接触，体积缩小、合并，形成一个含___________的合子。核膜雄原核减数第二次分裂第二极体雌原核二倍染色体四、胚胎发育过程及各阶段特点：受精卵卵裂期___________________（1）细胞分裂方式：_________（2）细胞数量_____，胚胎总体积_________________（1）细胞数目为___个左右（2）细胞都具有_______（1）内细胞团：发育为_______________（2）滋养层细胞：发育成___________（1）外胚层：由内细胞团_____细胞形成（2）内胚层：由内细胞团_____细胞形成有丝分裂增多不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方桑椹胚囊胚原肠胚【微点拨】1.为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？提示：线粒体是进行有氧呼吸分解有机物产生能量的主要场所，精子的线粒体在形成过程中，聚集于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。2.精子和卵子的发生都是从初情期开始的吗？为什么？提示：不是。精子的发生是从初情期开始，而卵子的发生是动物胚胎在性别分化以后。3.精子和卵子是否都需要经过获能才能进行受精作用？说明原因。提示：否。一般情况下，精液中的精子只有进入雌性动物生殖道中才能获能，而卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂中期，才具备受精能力。4.受精的标志和受精完成的标志相同吗？为什么？提示：不相同。受精的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。5.同卵双生和异卵双生有什么区别？提示：同卵双生是指一个受精卵在第一次分裂后彼此分开，进行各自的分裂、分化形成完全相同的两个个体。异卵双生是指一次同时排出两个卵子，且同时受精形成两个受精卵，且这两个受精卵都发育成新的个体。6.在胚胎发育过程中，细胞分化是从哪个时期开始的？提示：囊胚期细胞开始出现分化。7.卵裂期应包含早期胚胎发育的哪些阶段？提示：卵裂期是在透明带内进行的，它包括受精卵刚开始分裂的时期、桑椹胚阶段以及囊胚期的一部分。1.精子的形成过程中不存在()A.精原细胞的染色体复制B.初级精母细胞进行两次分裂C.精子细胞中含有单倍染色体D.初级精母细胞经过减数分裂后即可得到精子【解析】选D。初级精母细胞减数分裂后得到精子细胞，精子细胞经变形后才可得到精子。2.初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于()A.排卵前后，在卵巢内B.受精前，在卵巢内C.排卵前后，在输卵管内D.受精时，在输卵管内【解析】选A。雌性动物的减数第一次分裂发生在动物排卵前后，在卵巢内进行，其结果是生成一个次级卵母细胞和一个第一极体，然后进入输卵管，准备受精。3.在受精卵中，来自精子和卵细胞相同的是()A.线粒体数量B.DNA分子数量C.染色体数量D.RNA分子数量【解析】选C。精子和卵细胞中染色体数量都是体细胞中的一半，细胞质中线粒体数量不会相同，线粒体中也有DNA，所以DNA不同，自然RNA也不同。4.精子的变形过程中演变为精子的尾的是()A.高尔基体B.细胞核C.内质网D.中心体【解析】选D。精子细胞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，其他物质浓缩为原生质滴。5.精子获能后，不发生的变化是()A.完成第二次成熟分裂B.可以释放顶体酶C.能穿越放射冠D.能穿越透明带【解析】选A。精子获能后和卵子相遇，进行受精作用，在受精过程中会发生顶体反应，释放顶体酶，穿越放射冠，穿越透明带等现象，但精子获能前已完成了减数第二次分裂。6.下列与动物卵裂无直接关系的细胞器是()A.中心体B.核糖体C.线粒体D.高尔基体【解析】选D。动物卵裂的方式是有丝分裂，纺锤体形成与中心体有关，由线粒体提供能量，核糖体合成相关的蛋白质，但高尔基体与卵裂没有直接关系。7.下列关于动物胚胎发育过程的叙述中，错误的是()A.胚胎发育的起点是受精卵B.胚胎发育过程包括细胞的分裂与分化C.受精卵通过卵裂发育成桑椹胚D.原肠胚细胞开始出现分化【解析】选D。胚胎发育是由受精卵发育为幼体的过程，受精卵是发育的起点。受精卵经过细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚、囊胚、原肠胚，囊胚细胞开始出现分化。一、精子和卵子的发生1.不同点：项目精子发生卵子发生场所睾丸的曲细精管卵巢时期初情期开始，直到生殖机能衰退性别分化后开始，到生殖机能衰退过程特点(1)减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的(2)细胞质均等分配(3)需变形(1)减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的(2)细胞质不均等分配(3)不需变形结果1个精原细胞形成4个精子1个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体2.相同点：(1)原始生殖细胞的增殖为有丝分裂，生殖细胞的发生为减数分裂。(2)发生过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中的染色体数目减半。【易错提醒】(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，这是精子和卵子在发生上的区别。(3)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的动物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.牛的初级精母细胞，经过两次细胞分裂产生的细胞是()A.次级精母细胞B.精子细胞C.精子D.次级卵母细胞【解题关键】明确减数分裂的结果与精子形成不同：减数第一次分裂形成次级精母细胞，减数第二次分裂形成精子细胞，精子是由精子细胞变形后形成的。【解析】选B。初级精母细胞经过减数分裂过程，最终产生的是精子细胞。由精子细胞经过一个变形时期才可形成精子。2.下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答有关问题。(1)图中A是，B是，E(过程)是指，阶段C是指个体发育的(时期)，阶段D是指个体发育的(时期)。(2)当观察到第二极体时，可以表明。(3)图中①②③分别表示的过程是、、，其中有染色体着丝点分裂的是(填序号)。(4)排卵是指从中排出，刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在内进一步成熟。【解题关键】根据图示判断出①～③是卵子发生中的哪一过程，然后再分析各过程所发生的具体变化。【解析】(1)图中①是初级卵母细胞生长和透明带形成；②③为减数分裂，次级卵母细胞的减数第二次分裂是在受精过程中完成的，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期开始的，因此阶段C为胎儿期；阶段D为初情期后。(2)当观察到第二极体时，表明卵子已经受精。(3)着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，即题图③过程中。(4)排卵是指卵子从卵泡中排出，需在输卵管内进一步成熟。答案：(1)第一极体合子受精胎儿期初情期后(2)卵子已经受精(3)初级卵母细胞生长和透明带形成减数第一次分裂减数第二次分裂③(4)卵子卵泡输卵管二、受精1.受精的场所：输卵管。2.受精前的两个准备：(1)精子获能：精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。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子获能的抑制，才能引起精子获能。(2)卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。3.受精阶段——四步曲：第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：合子形成。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。4.受精的意义：维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十分重要。【思维拓展】卵子受精的标志是观察到2个极体而不是3个极体的原因：第一极体和次级卵母细胞的分裂是不同步的，第一极体分裂迟。理论上，第一极体会分裂形成2个第二极体，但实际上，它还没有分裂就退化了。1.下列有关受精作用的叙述，错误的一项是()A.受精卵中全部遗传物质来自父母双方并且各占一半B.受精时，精子和卵子双方的细胞核相互融合C.受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同D.受精卵中的染色体来自父母双方并且各占一半【解题关键】解答本题需明确两点：(1)受精作用实质是精子与卵子的细胞核内遗传物质融合。(2)精子、卵子内染色体是体细胞的一半。【解析】选A。受精作用是精子和卵子结合为受精卵的过程，精子只有头部进入卵子，尾部留在外面，故细胞核中的遗传物质父母双方各占一半，细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵子，受精卵中的遗传物质母方多于父方，A项错误；精子的头部进入卵子内，两者细胞核相互融合，形成受精卵，故B项正确；由于染色体只存在于细胞核内，因而受精卵中染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵子)，C、D项正确。2.根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题：(1)图中字母表示的结构名称是a.、b.、c.。(2)图中数字表示的过程是①、②、③、④。(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做。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。【解题关键】应结合图示和哺乳动物受精知识分析回答，注意以下两点：(1)明确图中卵子各部分结构(如放射冠、透明带、卵细胞膜、第一极体)。(2)精子入卵过程和以后的变化(如第二极体的形成、雄原核与雌原核的形成及雌、雄原核的融合等)。【解析】(1)据图可知a是放射冠，b是雄原核，c是雌