3-1體內受精和早期胚胎發(fā)育

1、3.1 體內受精和早期胚胎發(fā)育,萬州沙河中學：冉素清,專題3 胚胎工程,人的一生,胚后發(fā)育,胚胎發(fā)育,起點,減數分裂,受精作用,生命的誕生從精子與卵子結合成受精卵開始。 當數以億計的精子爭先恐后地試圖與卵子結合時，通常只有一個精子能夠進入卵細胞。你看此時，精子的頭已經鉆進去了，我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉的鉆頭，在尾巴拍打的驅動下，努力進入卵子…… 生命的發(fā)生是如此奇妙，讓我們領略神奇的生命發(fā)生吧！,情景導航,

2、卵細胞膜表面的微絨毛,(1)操作對象：動物 或配子 (2)處理技術：如體外受精、 、 、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(3)實質：實際是在體外條件下，對動物 和早 期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作,早期胚胎,胚胎移植,胚胎分割,自然受精,胚胎工程的概念,例如：“多莉羊”的克隆、轉基因動物的培養(yǎng)、畜牧業(yè)生產等過程中都需要胚胎工程技術,胚胎工程的建立,胚胎工程建立的百年史：,見教材

3、P60,科學探索的過程：,發(fā)現(xiàn)問題--提出問題—設計實驗--進行實驗—得出結論,一、減數分裂和配子的發(fā)生,（一）精子的發(fā)生,（二）卵子的發(fā)生,二、哺乳動物受精的過程,（一）準備階段1----精子獲能,（二）準備階段2----卵子的準備,（三）受精階段,三、早期胚胎發(fā)育,---桑椹胚,---原腸胚,---囊胚,3.1 體內受精和早期胚胎發(fā)育,卵裂,復習減數分裂產生精子的過程,精原細胞,有絲分裂,精原細胞,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細

4、胞,精子,一、減數分裂和配子的發(fā)生,（一）精子的發(fā)生：,1、概念：指精原細胞經一系列的增殖和分化形成精子的過程,2、場所：在 內完成,睪丸或稱精巢（的曲細精管）,3、時期：從 開始到 衰退,初情期,生殖機能,曲細精管,精子的發(fā)生過程,精子發(fā)生進程,曲細精管壁,曲細精管腔,第二階段：初級精母細胞經

5、 分裂，產生4 個含 的精子細胞。,有絲分裂,初級精母細胞,連續(xù)兩次（即減數）,單倍染色體,4、精子形成的過程：大體可分為三個階段,第一階段：精原細胞經過 產生多個精原細胞；其中部分細胞可經過染色體復制和其他物質合成，進一步形成 。,第三階段：精子細胞變形成精子,細胞核 精子頭部的主要部分高爾基體 頭部的頂體（囊殼）中心體

6、 精子的尾線粒體 線粒體鞘其他物質 原生質滴，最后脫落,第三階段：精子細胞變形成精子,頭部,精子的結構,線粒體鞘,中心粒,細胞核,頂體,尾,中段,[思維激活],不同動物精子大小是否相同？動物精子大小與動物體型大小呈正相關嗎？,提示　不相同，動物精子的大小與動物的體型大小無 關，如大鼠的精子為190 μm，而大象的精子只有50 μm,P62“討論”1：,不是，可以從兩方面說明這一問題：,①在自然

7、條件下，為了使母畜排出的一個或幾個卵子完成受精，公畜一次射出幾億到幾十億的精子到發(fā)情母畜的生殖道內，可以說是動物為繁殖后代，延續(xù)物種的一種生理保障機制,②在自然條件下，精子人射精部位動行到受精部位，在通過母畜生殖道的過程中，復雜的細胞結構和生理環(huán)境對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排出，造成精子大量損耗，最后到達受精部位的精子只有幾百個，與卵子受精的只有一個,P 62“討論”2：,細胞核和線粒體都是精子結構中的重要部分；

8、其中，細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，也參與精、卵結合，也是后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心；線粒體則是精子進行有氧呼吸產生運動能量的場所。 精子的線粒體在精子形成過程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,,2、場所：在雌性動物的 內完成的3、時期：動物的胚胎在 以后,卵巢,性別分化,（二）卵子的發(fā)生,1、概念：,注：性

9、別分化在胎兒時期,4、卵泡的發(fā)育與卵子的發(fā)生,什么叫做卵泡？,由一個卵母細胞和包繞其周圍的一些小型卵泡細胞所組成,雌性動物的卵原細胞增殖、分化產生卵子的過程,⑴ 卵子的發(fā)生（圖示）,,⑵ 卵子發(fā)生的過程（文字描述）：,卵原細胞,有絲分裂,初級卵母細胞,胎兒期：,初級卵母細胞發(fā)育的同時，開始減數第一次分裂 MⅠ前期 卵泡細胞+ MⅠ前期初級卵母細胞 原始卵泡（共生、制約） 初級卵母細胞休眠（第一次休眠）,初級

10、卵母細胞休眠時間短的：從形成后到初情期結止,初級卵母細胞休眠時間長的：從形成后一直到生殖機能退化,B、初級卵母細胞的發(fā)育和減數分裂的休眠,A、卵原細胞的增殖和初級卵母細胞的形成：胎兒期,性別分化后,,卵泡的發(fā)育：,原始卵泡---初級卵泡---次級卵泡---成熟卵泡—排出卵子 （生長卵泡）,女性的原始卵泡是與生俱來的且數量很多，但在女性一生中只有400—500個卵泡發(fā)育成熟，其余卵泡發(fā)育到一定程度即自行退化稱為

11、卵泡閉鎖。一生卵泡數量變化見下表：,,C、初級卵母細胞的兩次分裂,初情期（首次排卵）：,初級卵母細胞減數第一次分裂的恢復（由激素引起） 完成第一次分裂 次級卵母細胞+第一極體（種間有差異） 輸卵管 減數第二次分裂 中期休眠（第二次休眠） 等待精子入卵,當精子入卵 恢復減數第二次分裂 卵子 + 第二極體,排出的卵母細胞,（3）成熟卵泡的結構,卵泡外膜,卵泡內膜,透明帶

12、,卵丘,卵母細胞,卵泡液,放射冠,卵泡細胞,卵丘和卵丘細胞,卵丘：在成熟卵泡中，初級卵母細胞被卵泡細胞（卵丘細胞）包圍并伸入卵泡腔的半島狀結構,卵丘細胞：卵泡細胞發(fā)育至卵丘出現(xiàn)時，包繞初級卵母細胞的卵泡細胞,排卵時在卵丘基部斷裂，與卵子同時排出,排卵后與卵子一同排出的外圍卵泡細胞（卵丘細胞）形成放射冠,卵泡發(fā)育中，隨著卵泡液增多，卵泡腔擴大，初級卵母細胞、透明帶、放射冠及部分卵泡細胞突入卵泡腔內而形成卵丘,卵丘對于卵母細胞成熟有極其重要

13、的作用.主要表現(xiàn)在卵丘參與維持卵母細胞減數分裂阻滯,誘導卵母細胞減數分裂恢復、支持卵母細胞細胞質的成熟.卵丘形態(tài)和卵丘擴展影響卵母細胞成熟.,卵丘,,小結：,卵原細胞 時期 ； 有絲分裂 場所 ；初級卵母細胞 時間 ； 第一次分裂 場所 ；次級卵母細胞和第一極體

14、 時間 ； 第二次分裂 場所 ；卵細胞和第二極體,,,,胎兒期,卵巢內,排卵前后,卵巢內,精子和卵子結合,輸卵管,精子的發(fā)生與卵子發(fā)生的比較：,,精子的發(fā)生過程,卵子的發(fā)生過程,,P 63“討論”：,討論1：,討論2：,正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟卵子,指卵子從卵泡中排出,討論3：,剛排出的卵子尚

15、未成熟，僅完成減數第一次分裂，需要在輸卵管內進一步成熟，直到減數第二次分裂的中期才能與精子結合完成受精過程。 排出的卵子是在輸卵管內與精子受精的,【鞏固練習1】 下列不是精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是(　　)A．初級精母細胞和初級卵母細胞在個體發(fā)育過程中的形 成時間B．MⅠ和 MⅡ的時間連續(xù)性C．成熟生殖細胞是否經過變形D．成熟生殖細胞中染色體的數量,D,二、哺乳動物的受精過程：,1、概念：受精是 和

16、 結合形成合子(即受精卵)的過程；2、場所：雌性的 ；3、受精過程完成標志：雌、雄原核融合形成合子,精子,卵子,輸卵管,4、受精的過程： 哺乳動物受精過程主要包括：精子穿越 ， 進入卵細胞膜， 形成和 結合；,放射冠和透明帶,原核,配子,準備階段1----精子獲能,準備階段,,準備階段2----卵子在輸卵管內達到減Ⅱ中期,受精階段,精子穿越放射冠和透

17、明帶,精子穿越卵細胞膜（精子外膜和卵細胞膜融合）,雌雄原核形成,雌雄原核融合，完成受精作用，形成受精卵,,受精的過程,,⑴ 準備階段1----精子獲能,精子在雌性生殖道內停留幾個小時后就獲得了受精的能力，稱為精子的獲能,P68思考：精子在雌性生殖道內是怎樣獲能的？,精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當交配后精液進入雌性動物的生殖道時，由生殖道分泌產生一種

18、物質解除對精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動物生殖道內獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管,,⑵ 準備階段2----卵子的準備,卵子在要輸卵管內達到減Ⅱ中期才具有受精的能力,⑶ 受精階段,①精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應:頂體溶解并釋放其中藏有的頂體酶，去溶解卵丘細胞之間的物質（卵細胞的外層覆蓋物，包括顆粒細胞和透明帶）并將透明帶溶出一條通道（利于精子穿越），形成精子穿越放射冠的通道，從而精子能先后穿過放射冠和透明帶

19、,②精子穿越卵細胞膜（精子外膜和卵細胞膜融合）,③雌雄原核形成,④雌雄原核融合，完成受精作用，形成受精卵（合子）,精子在觸及卵細胞膜的瞬間卵細胞發(fā)出信號，透明帶封閉發(fā)生透明帶反應，這是防止多個精子進入卵子的第一道屏障,精子入卵后，卵細胞膜立即發(fā)生拒絕其他精子進入卵的生理反應叫卵細胞膜反應，這是防止多精入卵的第二道屏障,精子進入卵子后的變化a．精子尾部脫離，原核膜解體形成比原細胞核大的雄原核b．次級卵母細胞完成減數第二次分裂，排出第二

20、極體后形成雌原核,放射冠,第一極體,透明帶,次級卵母細胞,,【鞏固練習2】下列哪些過程發(fā)生在受精過程中(　　) ①精子必須發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶 ②頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、細胞膜 ③卵子恢復并很快完成了減數第一次分裂 ④精子和卵子的細胞核分別形成雄原核和雌原核 ⑤透明帶反應可以防止多精入卵的發(fā)生 A．①②⑤　　　　B．①④⑤ C．②③④ D．②④⑤,B,【探規(guī)尋律】,(1

21、)成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力 (2)動物排出的卵子并未成熟且成熟程度因動物種類不同而異，但只有達到減Ⅱ中期時，才具備與精子受精的能力 (3)為防止其他精子進入，受精過程中一共形成兩道屏障，第一道屏障為透明帶生理反應，第二道屏障為卵細胞膜反應,受精過程中有防止多精入卵的兩道屏障，其意義是什么？,提示　保證子代細胞中染色體數目正常,[思維激活],【鞏固練習3】下圖表示高等動物卵子的發(fā)生過程，請據圖回

22、答有關問題：,(1)圖中A是________，B是________，E(過程)是指________，階段C是指個體發(fā)育的________(時期)，階段D是指個體發(fā)育的________(時期)。(2)精子開始形成的時期是________，精子形成過程中不同于卵子形成過程的最主要區(qū)別是________，該過程保留下來的主要結構是________和________。(3)當觀察到第二極體時，可以表明____________________

23、。(4)能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是________。(填序號)(5)①階段存在的變異方式是_________________________。,第一極體,合子,受精,胎兒期,初情期后,初情期,需要變形,細胞核,線粒體,卵子已經完成了受精,①、④,基因突變、染色體變異,,人的個體發(fā)育階段的劃分：,胚胎發(fā)育：,胚后發(fā)育：,從受精卵到成熟胎兒（分娩前）,從（分娩后 ）嬰兒到性成熟,,三、早期胚胎的發(fā)育,受精卵經歷了3－4次分裂，此時

24、細胞的分裂生長依賴于卵子內的營養(yǎng),懷孕第6－7天：受精卵粘附在你的子宮粘膜上準備著床,受精卵,卵裂,桑椹胚,囊胚,原腸胚,（在透明帶內進行）,① 卵裂期的特點：細胞進行有絲分裂，細胞數目增加，但胚胎總體積不增加，或略有縮小，營養(yǎng)靠自己,② 桑椹胚前的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細胞。營養(yǎng)靠自己、子宮和輸卵管液,孵化,早期胚胎的發(fā)育過程,1、早期胚胎的概念：指從受精卵到原腸胚時期的胚胎,2、早期胚胎階段的劃分：,③ 囊胚

25、時期細胞開始出現(xiàn)分化，內細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；出現(xiàn)囊胚腔,④ 原腸胚時期的細胞進一步發(fā)育，內出現(xiàn)原腸腔，內細胞團表層細胞形成外胚層，發(fā)育成神經系統(tǒng)、感覺器官、表皮及其附屬結構。下方的細胞形成內胚層，發(fā)育成肝、胰等腺體，以及呼吸道、消化道上皮。滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤,歸納總結（表格形式）,歸納總結（圖片形式）,特別提醒,(1)受精卵是胚胎發(fā)育的起點，其全能性最高； (2)胚胎發(fā)育初期在

26、輸卵管，以后移向子宮，并在子宮內發(fā)育成為成熟的胎兒，直至分娩； (3)不能將雌、雄原核理解成卵子、精子原來的核，而是在原來細胞核的基礎上形成的新核，原核膜已破裂。,(1)寫出各個階段的名稱：A_____ ___B____ ____C____ ____(2)寫出圖中各標號的名稱：[1]________[2]________[3]________[4]________ [5]________[6]________

27、[7]________[8]________,【鞏固練習4】 如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據圖回答問題：,桑椹胚,囊胚,滋養(yǎng)層,原腸胚,內細胞團,透明帶,囊胚腔,外胚層,原腸腔,滋養(yǎng)層,內胚層,(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的_________性，B時期開始出現(xiàn)_________ ，C時期開始出現(xiàn)_______________;(4)[2]將來發(fā)育成________________;(5)動物胚胎是由合子經有絲分裂形成的

28、，合子只由一個精子和卵子結合的生理基礎是____________________。,全能,細胞分化,胚層分化,胎兒的各種組織,透明帶反應和卵黃膜封閉作用,A．圖中①過程表示胚胎發(fā)育，②過程表示胚后發(fā)育B．受精卵卵裂過程中，每個細胞的體積不斷增大C．兩棲類、爬行類等在胚胎發(fā)育過程中會出現(xiàn)羊膜D．①過程的細胞分裂方式是有絲分裂,【鞏固練習5】 下圖表示高等動物的個體發(fā)育過程，判斷下列說法中正確的是（ ）,D,思維深化,(1)個體

29、發(fā)育的起點是受精卵，終點是性成熟的個體。(2)胚胎發(fā)育過程中的細胞分裂方式均為有絲分裂，產生的是體細胞；原腸胚階段是個體發(fā)育過程中分化程度的最大階段。(3)早期胚胎發(fā)育從受精卵開始到原腸胚(如下圖所示)：,,課程標準：概述體內受精和早期胚胎發(fā)育過程課標解讀：1.比較精子和卵子的形成過程，列表說出它們有哪些相同點和不同點2.結合受精過程，分析精子是如何獲能的，理解防止多精子進入卵子的兩道屏障的形成機制3.結合哺乳動物受精卵的發(fā)

30、育過程，根據教材中圖形概述桑椹胚、囊胚、原腸胚時期的特點,3.1 體內受精和早期胚胎發(fā)育,P67“資料分析”,討論1：,比較而言，馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次是小鼠,討論2：,馬應選擇囊胚階段的胚胎；牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8—16細胞階段進入子宮，，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植,討論3：,胚胎工程的許多技術都是在了解了哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的

31、。 本節(jié)涉及的哺乳動物體內受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識這些自然規(guī)律的基礎上，在體外進行有效模擬，才使卵母細胞能在體外成熟，精子能在體外獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內完成受精，體外受精卵能在人工培養(yǎng)下繼續(xù)發(fā)育；這些都有賴于體內自然條件下的基礎研究成果。,P68“思考與探究”,1：見教材P65哺乳動物受精過程圖3-6,2：相似之處：細胞分裂的最初都為有絲分裂；不斷增加原始生殖細胞；減數分裂經過兩次分裂（