1胚胎工程(受精和胚胎发育)教学案

扬州大学附属中学东部分校教学案生物（选修3）主备人：倪忠春2015年4月4-1-第三章胚胎工程第一节受精和胚胎发育教学目的：1、简述哺乳动物的精子和卵子的发生过程（A）2、说出受精作用的概念（A）3、简述哺乳动物胚胎发育的基本过程（A）教学重难点：本节重点：精子卵细胞的形成及其异同点、受精的过程、早期胚胎发育的过程。本节难点：精子卵细胞形成的异同点、防止多精入卵的两道屏障。教学过程：胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。（一）精子的发生即精子的形成过程场所：睾丸的曲细精管时期：从初情期（相当于人的青春期）开始，直到生殖机能衰退，睾丸的曲细精管内不断进行着生殖细胞的增殖，源源不断地产生精子。过程：家畜精子发生的过程大体可以分为三个阶段：第一阶段：位于曲细精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞（如绵羊为16个，猪为24个）。第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括MⅠ和MⅡ）。第一次分裂产生两个次级精母细胞，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含单倍染色体的精子。第三阶段：圆形的精子细胞经过变形。细胞核→精子头的主要部分；高尔基体→头部的顶体；中心体→精子的尾；线粒体→线粒体鞘膜；同时，细胞内的其他物质浓缩为球状，叫做原生质滴，随精子的成熟过程向后移动，直到最后脱落。【例题1】有关精子的发生，错误的是（）A.经过减数分裂，产生初级精母细胞B.初级精母细胞经过减数第一次分裂产生两个次级精母细胞C.两个次级精母细胞经过减数第二次分裂产生两个精子细胞D.产生的精子细胞经过变形，形成精子【例题2】以下对精子形成过程的说法，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膜D.细胞内的其它物质浓缩为球体，叫做原生质滴。原生质滴中存在中心体扬州大学附属中学东部分校教学案生物（选修3）主备人：倪忠春2015年4月4-2-（二）卵子的发生即卵细胞的形成1、场所：卵巢2、时间：动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，就通过有丝分裂的方式不断增加其数量，并进一步演变为初级卵母细胞，这时，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。初级卵母细胞需经过减数分裂才能变为成熟的卵子。（胎儿时期完成了的形成和在卵巢内的储备）3、形成过程：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，此时次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。4、卵子受精的标志：当在卵黄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。注意：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与精子受精的。5、精子与卵子发生的比较项目精子的发生卵子的发生区别场所睾丸曲细精管（场所唯一）卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）时间初情期后性别分化后开始，卵泡（含次级卵母细胞和第一极体）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿时期）完成的，减Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中（即受精过程中）完成的过程特点MⅠ和MⅡ是连续的，需要变形；细胞质均等分配MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形；细胞质不均等分配结果形成4个精子形成1个卵细胞和3个极体相同点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；成熟过程均经过一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半【例3】哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在哪个时期完成的（）A.出生前B.出生后至性成熟C.性成熟时期D.性成熟以后【例4】排卵时，细胞处于的时期是（）A．卵原细胞B．初级卵母细胞C．成熟卵细胞D．初级卵母细胞或次级卵母细胞扬州大学附属中学东部分校教学案生物（选修3）主备人：倪忠春2015年4月4-3-（三）受精作用1、概念：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2、场所：在自然条件下，受精是在雌性的输卵管内完成的。3、过程：它包括受精前的准备阶段和受精阶段。Ⅰ受精前的准备阶段：（1）准备阶段1——精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。（卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。）（2）准备阶段2——卵子的准备雌性动物卵巢的排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵子并不成熟，且不同的动物排出的卵子成熟程度不同，有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，但它们都要在输卵管内进一步成熟，只有达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。一般情况下，卵子排出后2-3小时才能被精子穿入。Ⅱ受精阶段哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合4个步骤。第一步：精子穿越放射冠和透明带。获能的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，使顶体内的酶释放出来。放射冠是包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群，精子所释放出来的顶体酶可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。穿过放射冠的精子立即与透明带接触，顶体酶随后将透明带溶出一条孔道，精子借自身的运动穿越透明带并接触卵黄膜。在精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称作透明带反应，它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。第二步：精子进入卵细胞膜。只有穿过透明带的精子才能与卵细胞膜接触。由于卵细胞膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子进入卵内，这种生理反应称作卵细胞反应。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的第二道屏障。第三步：原核形成（即雄原核形成和雌原核形成）。精子入卵后的另一个变化是尾部脱离，并且原有的核膜破裂；随后，精子形成一个新的核膜，最后形成一个比原精子核还大的核，叫做雄原核。与此同时，精子入卵后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。雌原核一般略小于雄原核。第四步：配子结合（即雌雄原核融合形成合子）。雌雄原核充分发育后，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。受精过程至此结束，受精卵的发育也由此开始。【注意】1、受精标志：第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子。2、防止多精入卵受精的两道屏障屏障一：透明带反应。当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜的瞬间，卵子发出指令（信号），产生阻止后续的精子进入透明带的生理反应。屏障二：卵细胞膜反应。当第一个精子进入卵黄膜后，会立即引起卵细胞膜的紧缩、增厚，产生阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精的生理反应，也叫做多精子入卵阻滞。扬州大学附属中学东部分校教学案生物（选修3）主备人：倪忠春2015年4月4-4-3、受精作用的结果：使单倍体的精子和卵子结合形成二倍体的受精卵，染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自父方，另一半来自母方。3、减数分裂和受精作用的意义：对于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，都是十分重要的。（四）哺乳动物的胚胎发育1、概念：是指受精卵发育成幼体的过程。（受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。）2、过程：（1）、卵裂期胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是：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。（2）、桑椹胚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，叫做桑椹胚。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。（3）、囊胚桑椹胚进一步发育，细胞开始出现分化。聚集在胚胎的一端，个体较大的细胞，被称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。囊胚进一步扩大，会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。（4）、原肠胚囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。这时的胚胎称为原肠胚，由内胚层包围的囊腔叫做原肠腔。滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘。值得一提的是：胚胎发育和个体发育并不是一回事儿！【例5】：胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积增加C.胚胎有机物总量增加，细胞DNA总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减少，核物质（质量）与质物质比值增大作业：《凤凰新学案》教学反思：