高中生物选修三-体内受精与早期胚胎发育(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,鲁西黄牛是我国名贵,牛种之一，其体躯高,大，结构匀称，健壮,威武，肉用价值高，,闻名海内外,请同学们思考：,应用什么技术能在一年内繁殖多头这样,的鲁西黄牛？,1,自然繁殖（一年）,胚胎移植,（一年）,2,专题三 胚胎工程,3,胚胎工程,胚胎工程指对动物,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，还需要移植到,雌性,动物体内生产后代，以满足人类各种需求。,4,操作对象：,早期胚胎或配子,技术手段：,胚胎移植、体外受精、,胚胎分割、胚胎干细胞培养等,理论基础：,哺乳动物的受精卵和早期胚胎,的发育规律,5,一、精子的发生,3,、过程：,1,、场所,:,2,、时期,:,睾丸,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,6,精原细胞（,2N,),有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,（,2N),（,N),（,N),（,N),7,线粒体,高尔基体,A,、顶体的发生,发育中的顶体,发育中的尾,（中心体）,B,、尾的的发育,C,、精子头的出现,D,、细胞质浓缩,E,、精子的形成,原生质滴,尾,线粒体鞘,顶体,精子细胞变形成精子,8,变为精子,头,的主要部分；,_,发育为头部的,顶体,；,_,演变为精子的,尾,；,_,形成,线粒体鞘,；,其它物质浓缩成,_,（球形）,。,第三阶段：,变形,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,原生质滴,便于,运动,“,减负”,精子细胞变形中的,主要变化,：,9,4,、精子的形态：,（,1,）外形似蝌蚪，分,_,、,_,、,_,、三大部分。,（,2,）不同种动物精子的形态,_,，大小略有,_,，与动物的体形大小,_,。,头 颈 尾,相似,不同 无关,10,提示：,不是,。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种,生理保障机制,；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将,对精子进行筛选,，并致使大量的精子途中死亡，,被分解或排除,，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，,与卵子完成受精的只有一个。,1.,家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,问题讨论:,11,提示：,细胞核,是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代,遗传特性与细胞代谢活动的控制中心,。而,线粒体,则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体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.,精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,12,二、卵子的发生,1,、场所：,卵巢,2,、时期：,胚胎,性别分化以后,13,不同发育阶段的卵泡,排卵,黄体,退化黄体,卵泡细胞,第一极体,卵丘细胞,核,透明带,卵黄膜,卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞。,14,卵子结构图,15,卵原细胞,初级卵母胞,有丝分裂,初级卵母细胞,胎,儿,期,生长，透明带生成,卵黄膜,透明带,时间：排卵前后,地点：卵泡,时间,:,受精时,地点,:,输卵管,次级卵母细胞,+,合子和,第二极体,第一极体,初情期后,M,M,分裂,马,绵羊,牛,猪,排卵,地点：卵巢,3.,过程,16,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。,17,1.,一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,2.,排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？,3.,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？,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，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。,答：正常情况下，一个卵泡只能形成,一个,成熟的卵子。,答：是指卵子从,卵泡,中排出。,讨论：,18,场,所,开始时间,增殖,方式,子细胞,数目,变形,重要,区别,精,子,卵,子,睾丸,卵巢,输卵管,初情期以后,性别分化以后,先有丝分裂后减数分裂,同上,4,个精子细胞,1,个卵细胞,3,个极体,变形,不变形,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；而精子是从初情期开始的,19,评价练习：,1.下列不属于胚胎工程的是：（）,A.,体外受精,B.,胚胎分割、胚胎移植,C.,胚胎干细胞培养,D.,转基因鲤鱼的培育,2.有一个卵原细胞中含有,A,与,A,1,、,B,与,B,1,两对同源染色体，它形成的含有,AB,的配子有 （）,A.1,个,B.0,或1个,C.2,个,D.4,个,D,B,20,3,、下列关于精子的说法，不正确的是（）,A,精子的发生从初情期开始,B,它与卵细胞的受精发生在子宫内,C,精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体,D,精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落,4,、下列有关卵子产生的说法中，正确的是（）,A,哺乳动物卵泡的形成是在初情期,B,排出成熟卵细胞的过程即为排卵,C,卵子形成是的分裂过程均在卵巢内完成,D,卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合 过程中完成的,B,D,21,三、受精,1,、概念,:,2,、标志,:,3,、场所,:,指,精子和卵子,结合形成,合,子,(,即,受精卵,),的过程。,在,卵黄膜和透明带,的间隙,观察到,两个极体,时。,输卵管,。,22,4,过程,受精前的准备阶段,受精阶段,准备阶段,1,：,精子获能,准备阶段,2,：,卵子的准备,精子在,雌性动物生殖道内,发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象,。,卵子在,输卵管内,达到,减数第二分裂中期（,M,）,时，才具备受精能力,。,23,受精阶段,:,（,1,）,.,精子穿越放射冠和透明带,a.,顶体反应,使顶体内的,酶,释放出来并溶解放射冠内的,卵丘细胞群,b.,穿过放射冠：,在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。,24,c.,穿过透明带：,几个精子同时分解透明带，但,只,有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而,阻止,其他精子穿越透明带。,透明带反应,是防止多精入卵受精的,第一道屏障,25,（,2,）,.,精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用,是防止多精入卵受精的,第二道屏障,卵黄膜上的微绒毛抱住精子,26,（,3,）,.,原核形成,：,雄原核,形成和,雌原核,形成,（,4,）,.,配子结合：,雌雄原核融合形成,合子,(,受精卵,),受精完成标志,27,受精阶段,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,。,哺乳动物受精过程示意图,1),精子穿越放射冠和透明带,顶体反应,透明带反应,(,第一道,),2),精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用（第二道）,3),原核形成,雄原核和雌原核形成,4),配子结合：,雌雄原核融合形成合子,(,受精卵,),28,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,29,精子试图进入卵子,30,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。,31,受精的意义：,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,十分重要。,32,1,、精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是 （）,顶体反应 透明带反应,卵黄膜封闭作用 精子穿越放射冠,A,B,C,D,B,评价练习：,33,2,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、卵细胞膜卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂,精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核,透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生,A,B,C,D,B,34,3,、当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力,A.,减数第二次分裂后期,B.,减数第一次分裂末期,C.,减数第二次分裂中期,D.,减数第二次分裂结束成熟,C,35,4,、下列说法正确的是（）,A,、成熟精子遇到卵子便可以发生受精作用,B,、排出成熟卵子的过程即为排卵,C,、卵子形成时分裂过程均在卵巢内完成的,D,、卵子产生中的减数第二次分裂是在精子 和卵子的结合过程中完成的,D,36,5,、精子入卵后，发生的变化是（多选）,（）,A,、精子完成第二次减数分裂，形成雄原核,B,、精子发生顶体反应,C,、激发透明带反应,D,、卵子完成第二次减数分裂，形成雌原核,CD,37,胚胎发育,胚后发育,幼体,性成熟个体,受精卵,动物个体发育的大致过程,38,根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：,受精卵,桑椹胚,原肠胚,幼体（胎儿）,卵裂期,四、胚胎发育,囊胚,图解,1,、胚胎发育的过程,39,1,、胚胎发育的过程,40,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,：在,透明带内,进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：,由具有全能性细胞构成，细胞数在,32,个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：,最初发育在输卵管进行有丝分裂,胚胎发育,滋养层,外胚层,中胚层,内胚层,原肠腔,41,卵裂期,:,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,每个细胞体积,_,胚胎总体积,_,或略有,_,DNA,数目,_,有机物总量,_,有机物种类,_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,减少,增加,2,、早期胚胎发育的几个阶段,42,桑 椹,桑椹胚,桑椹胚前的每一个细胞都属于,全能细胞,，称为,胚胎干细胞,。,2,、早期胚胎发育的几个阶段,43,囊胚（内含囊胚腔）,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,2,、早期胚胎发育的几个阶段,44,囊胚期,滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的,氧气和营养物质,内细胞团细胞：,即胚胎干细胞,，是一种未分化的细胞，,具有全能性,，,能,发育成完整的胚胎,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成,45,原肠胚（内含原肠腔）,滋养层,外胚层,中胚层,内胚层,2,、早期胚胎发育的几个阶段,46,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,囊胚腔,原肠腔,原肠胚,外胚层,中胚层,内胚层,内胚层中胚层原肠胚,胚的发育：,按照一定的,次序向内运动,受精卵卵裂囊胚,原肠胚的形成,47,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂第三次卵裂,囊胚,囊胚,囊胚腔,原肠胚,外胚层,中胚层,内胚层,桑椹胚,原肠腔,48,1.,表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？,2.,将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？,资料分析,答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,答：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。,49,3.,为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解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，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；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条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,50,易错分析：,1.,对胚胎工程中一些说法辨析不清,(1),精子发生场所,睾丸曲细精管,;,卵子的发生场所,卵巢和输卵管,;,受精场所,输卵管,;,胚胎发育场所,输卵管和子宫。,(2),精子发生时间及特点,初情期后，两次分裂连续进行；卵子发生时间及特点,胚胎性别分化以后，两次分裂不连续。,(3),受精的标志和受精完成的标志不是一回事。,51,(4),胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚,可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。,(5),防止多精入卵的两道屏障的名称,透明带反应和卵黄膜的封闭作用。,(6),体外受精易怱视,“,精子获能,”,和,“,卵子成熟,”,问题。,52,2.,对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清,(1),卵裂阶段的细胞分裂方式,有丝分裂。,(2),受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减少。,(3),伴随细胞分裂，细胞数目增多，总,DNA,含量增多，但每个细胞中,DNA,含量保持相对稳定。,(4),该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。,53,1,、下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（）,A.,细胞数目不断增多,B.,细胞的分裂方式是有丝分裂,C.,胚胎中,DNA,的总量增加,D.,每个细胞的,DNA,含量不断增加，细胞全能性变小,评价练习：,D,54,2,、研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核,/,质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是,(),A,C,D,B,A,C,D,A,55,（,09,海南卷）,26,（选修,3,：现代生物科技专题）,请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：,（,1,）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的,能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。,（,2,）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于,卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂,期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明,过程已完成。,顶体酶,初级,中,受精,56,