1、3.1 体内受精和早期胚胎发育,万州沙河中学：冉素清,专题3 胚胎工程,人的一生,胚后发育,胚胎发育,起点,减数分裂,受精作用,生命的诞生从精子与卵子结合成受精卵开始。 当数以亿计的精子争先恐后地试图与卵子结合时，通常只有一个精子能够进入卵细胞。你看此时，精子的头已经钻进去了，我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子 生命的发生是如此奇妙，让我们领略神奇的生命发生吧！,情景导航,卵细胞膜表面的微绒毛,(1)操作对象：动物 或配子 (2)处理技术：如体外受精、 、 、胚胎干细胞培养等技术(3)实质：实际是在体外条件下，对动物 和早 期胚胎发育条件进
2、行的模拟操作,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、转基因动物的培养、畜牧业生产等过程中都需要胚胎工程技术,胚胎工程的建立,胚胎工程建立的百年史：,见教材P60,科学探索的过程：,发现问题-提出问题设计实验-进行实验得出结论,一、减数分裂和配子的发生,（一）精子的发生,（二）卵子的发生,二、哺乳动物受精的过程,（一）准备阶段1-精子获能,（二）准备阶段2-卵子的准备,（三）受精阶段,三、早期胚胎发育,-桑椹胚,-原肠胚,-囊胚,3.1 体内受精和早期胚胎发育,卵裂,复习减数分裂产生精子的过程,精原细胞,有丝分裂,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,精
3、子细胞,精子,一、减数分裂和配子的发生,（一）精子的发生：,1、概念：指精原细胞经一系列的增殖和分化形成精子的过程,2、场所：在 内完成,睾丸或称精巢（的曲细精管）,3、时期：从 开始到 衰退,初情期,生殖机能,曲细精管,精子的发生过程,精子发生进程,曲细精管壁,曲细精管腔,第二阶段：初级精母细胞经 分裂，产生4 个含 的精子细胞。,有丝分裂,初级精母细胞,连续两次（即减数）,单倍染色体,4、精子形成的过程：大体可分为三个阶段,第一阶段：精原细胞经过 产生多个精原细胞；其中部分细胞可经过染色体复制和其他物质合成，进一步形成 。,第三阶段：精子细胞变形成精子,细胞核 精子头部的主要部分高尔基体
4、头部的顶体（囊壳）中心体 精子的尾线粒体 线粒体鞘其他物质 原生质滴，最后脱落,第三阶段：精子细胞变形成精子,头部,精子的结构,线粒体鞘,中心粒,细胞核,顶体,尾,中段,思维激活,不同动物精子大小是否相同？动物精子大小与动物体型大小呈正相关吗？,提示不相同，动物精子的大小与动物的体型大小无 关，如大鼠的精子为190 m，而大象的精子只有50 m,P62“讨论”1：,不是，可以从两方面说明这一问题：,在自然条件下，为了使母畜排出的一个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，可以说是动物为繁殖后代，延续物种的一种生理保障机制,在自然条件下，精子人射精部位动行到受精部
5、位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的细胞结构和生理环境对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排出，造成精子大量损耗，最后到达受精部位的精子只有几百个，与卵子受精的只有一个,P 62“讨论”2：,细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分；其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也参与精、卵结合，也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心；线粒体则是精子进行有氧呼吸产生运动能量的场所。 精子的线粒体在精子形成过程中，集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,2、场所：在雌性动物的 内完成的3、时期：动物的胚胎在 以后,卵巢,性别分化,（二）卵子
6、的发生,1、概念：,注：性别分化在胎儿时期,4、卵泡的发育与卵子的发生,什么叫做卵泡？,由一个卵母细胞和包绕其周围的一些小型卵泡细胞所组成,雌性动物的卵原细胞增殖、分化产生卵子的过程, 卵子的发生（图示）, 卵子发生的过程（文字描述）：,卵原细胞,有丝分裂,初级卵母细胞,胎儿期：,初级卵母细胞发育的同时，开始减数第一次分裂 M前期 卵泡细胞+ M前期初级卵母细胞 原始卵泡（共生、制约） 初级卵母细胞休眠（第一次休眠）,初级卵母细胞休眠时间短的：从形成后到初情期结止,初级卵母细胞休眠时间长的：从形成后一直到生殖机能退化,B、初级卵母细胞的发育和减数分裂的休眠,A、卵原细胞的增殖和初级卵母细胞的形
7、成：胎儿期,性别分化后,卵泡的发育：,原始卵泡-初级卵泡-次级卵泡-成熟卵泡排出卵子 （生长卵泡）,女性的原始卵泡是与生俱来的且数量很多，但在女性一生中只有400500个卵泡发育成熟，其余卵泡发育到一定程度即自行退化称为卵泡闭锁。一生卵泡数量变化见下表：,C、初级卵母细胞的两次分裂,初情期（首次排卵）：,初级卵母细胞减数第一次分裂的恢复（由激素引起） 完成第一次分裂 次级卵母细胞+第一极体（种间有差异） 输卵管 减数第二次分裂 中期休眠（第二次休眠） 等待精子入卵,当精子入卵 恢复减数第二次分裂 卵子 + 第二极体,排出的卵母细胞,（3）成熟卵泡的结构,卵泡外膜,卵泡内膜,透明带,卵丘,卵母细
8、胞,卵泡液,放射冠,卵泡细胞,卵丘和卵丘细胞,卵丘：在成熟卵泡中，初级卵母细胞被卵泡细胞（卵丘细胞）包围并伸入卵泡腔的半岛状结构,卵丘细胞：卵泡细胞发育至卵丘出现时，包绕初级卵母细胞的卵泡细胞,排卵时在卵丘基部断裂，与卵子同时排出,排卵后与卵子一同排出的外围卵泡细胞（卵丘细胞）形成放射冠,卵泡发育中，随着卵泡液增多，卵泡腔扩大，初级卵母细胞、透明带、放射冠及部分卵泡细胞突入卵泡腔内而形成卵丘,卵丘对于卵母细胞成熟有极其重要的作用.主要表现在卵丘参与维持卵母细胞减数分裂阻滞,诱导卵母细胞减数分裂恢复、支持卵母细胞细胞质的成熟.卵丘形态和卵丘扩展影响卵母细胞成熟.,卵丘,小结：,卵原细胞 时期 ；
9、 有丝分裂 场所 ；初级卵母细胞 时间 ； 第一次分裂 场所 ；次级卵母细胞和第一极体 时间 ； 第二次分裂 场所 ；卵细胞和第二极体,胎儿期,卵巢内,排卵前后,卵巢内,精子和卵子结合,输卵管,精子的发生与卵子发生的比较：,精子的发生过程,卵子的发生过程,P 63“讨论”：,讨论1：,讨论2：,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟卵子,指卵子从卵泡中排出,讨论3：,刚排出的卵子尚未成熟，仅完成减数第一次分裂，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,【巩固练习1】 下列不是精子和卵子发生的区别的是()A初级精母细胞和初级
10、卵母细胞在个体发育过程中的形 成时间BM和 M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形D成熟生殖细胞中染色体的数量,D,二、哺乳动物的受精过程：,1、概念：受精是 和 结合形成合子(即受精卵)的过程；2、场所：雌性的 ；3、受精过程完成标志：雌、雄原核融合形成合子,精子,卵子,输卵管,4、受精的过程： 哺乳动物受精过程主要包括：精子穿越 ， 进入卵细胞膜， 形成和 结合；,放射冠和透明带,原核,配子,准备阶段1-精子获能,准备阶段,准备阶段2-卵子在输卵管内达到减中期,受精阶段,精子穿越放射冠和透明带,精子穿越卵细胞膜（精子外膜和卵细胞膜融合）,雌雄原核形成,雌雄原核融合，完成受精作用，形成受精
11、卵,受精的过程, 准备阶段1-精子获能,精子在雌性生殖道内停留几个小时后就获得了受精的能力，称为精子的获能,P68思考：精子在雌性生殖道内是怎样获能的？,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。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管, 准备阶段2-卵子的准备,卵子在要输卵管内达到减中期才具有受精的能力, 受精阶段,精子穿越放射冠和透明带,顶体反应:顶体溶解并释放其中藏有的顶体酶，去溶解卵丘细胞
12、之间的物质（卵细胞的外层覆盖物，包括颗粒细胞和透明带）并将透明带溶出一条通道（利于精子穿越），形成精子穿越放射冠的通道，从而精子能先后穿过放射冠和透明带,精子穿越卵细胞膜（精子外膜和卵细胞膜融合）,雌雄原核形成,雌雄原核融合，完成受精作用，形成受精卵（合子）,精子在触及卵细胞膜的瞬间卵细胞发出信号，透明带封闭发生透明带反应，这是防止多个精子进入卵子的第一道屏障,精子入卵后，卵细胞膜立即发生拒绝其他精子进入卵的生理反应叫卵细胞膜反应，这是防止多精入卵的第二道屏障,精子进入卵子后的变化a精子尾部脱离，原核膜解体形成比原细胞核大的雄原核b次级卵母细胞完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核,放射
13、冠,第一极体,透明带,次级卵母细胞,【巩固练习2】下列哪些过程发生在受精过程中() 精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、细胞膜 卵子恢复并很快完成了减数第一次分裂 精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应可以防止多精入卵的发生 AB C D,B,【探规寻律】,(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力 (2)动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减中期时，才具备与精子受精的能力 (3)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生理反应，第二道屏障为卵细胞膜反应,受精过程中有防止多精入
14、卵的两道屏障，其意义是什么？,提示保证子代细胞中染色体数目正常,思维激活,【巩固练习3】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)精子开始形成的时期是_，精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是_，该过程保留下来的主要结构是_和_。(3)当观察到第二极体时，可以表明_。(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_。(填序号)(5)阶段存在的变异方式是_。,第一极体,合子,受精,胎儿期,初情期后,初情期,需要变形,细胞核,线粒体,卵子已经完成了受精,、,基因突变、染色体
15、变异,人的个体发育阶段的划分：,胚胎发育：,胚后发育：,从受精卵到成熟胎儿（分娩前）,从（分娩后 ）婴儿到性成熟,三、早期胚胎的发育,受精卵经历了34次分裂，此时细胞的分裂生长依赖于卵子内的营养,怀孕第67天：受精卵粘附在你的子宫粘膜上准备着床,受精卵,卵裂,桑椹胚,囊胚,原肠胚,（在透明带内进行）, 卵裂期的特点：细胞进行有丝分裂，细胞数目增加，但胚胎总体积不增加，或略有缩小，营养靠自己, 桑椹胚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。营养靠自己、子宫和输卵管液,孵化,早期胚胎的发育过程,1、早期胚胎的概念：指从受精卵到原肠胚时期的胚胎,2、早期胚胎阶段的划分：, 囊胚时期细
16、胞开始出现分化，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；出现囊胚腔, 原肠胚时期的细胞进一步发育，内出现原肠腔，内细胞团表层细胞形成外胚层，发育成神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构。下方的细胞形成内胚层，发育成肝、胰等腺体，以及呼吸道、消化道上皮。滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘,归纳总结（表格形式）,归纳总结（图片形式）,特别提醒,(1)受精卵是胚胎发育的起点，其全能性最高； (2)胚胎发育初期在输卵管，以后移向子宫，并在子宫内发育成为成熟的胎儿，直至分娩； (3)不能将雌、雄原核理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。,(1)写出
17、各个阶段的名称：A_ _B_ _C_ _(2)写出图中各标号的名称：1_2_3_4_ 5_6_7_8_,【巩固练习4】 如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：,桑椹胚,囊胚,滋养层,原肠胚,内细胞团,透明带,囊胚腔,外胚层,原肠腔,滋养层,内胚层,(3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_ ，C时期开始出现_;(4)2将来发育成_;(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是_。,全能,细胞分化,胚层分化,胎儿的各种组织,透明带反应和卵黄膜封闭作用,A图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育B受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大C
18、两栖类、爬行类等在胚胎发育过程中会出现羊膜D过程的细胞分裂方式是有丝分裂,【巩固练习5】 下图表示高等动物的个体发育过程，判断下列说法中正确的是（ ）,D,思维深化,(1)个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。(2)胚胎发育过程中的细胞分裂方式均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育过程中分化程度的最大阶段。(3)早期胚胎发育从受精卵开始到原肠胚(如下图所示)：,课程标准：概述体内受精和早期胚胎发育过程课标解读：1.比较精子和卵子的形成过程，列表说出它们有哪些相同点和不同点2.结合受精过程，分析精子是如何获能的，理解防止多精子进入卵子的两道屏障的形成机制3.结合哺乳动物受精卵的
19、发育过程，根据教材中图形概述桑椹胚、囊胚、原肠胚时期的特点,3.1 体内受精和早期胚胎发育,P67“资料分析”,讨论1：,比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次是小鼠,讨论2：,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816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，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植,讨论3：,胚胎工程的许多技术都是在了解了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，人们正是在认识这些自然规律的基础上，在体外进行有效模拟，才使卵母细胞能在体外成熟，精子能在体外获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精，体外受精卵能在人工培养下继续发育；这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,P68“思考与探究”,1：见教材P65哺乳动物受精过程图3-6,2：相似之处：细胞分裂的最初都为有丝分裂；不断增加原始生殖细胞；减数分裂经过两次分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,不同之处：由一个精原细胞分裂最后可以形成多个精子，一个卵原细胞最后只能产生一个卵子；精子形状为蝌蚪状，卵子为球形；多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备都是在胚儿出生前完成,
