高中生物人教版（2019）选择性必修3 2.3体内受精和早期胚胎发育（共59张ppt）

(共59张PPT)
From society
00
从社会中来
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的两种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，
一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
From society
00
从社会中来
试管婴儿
1978年世界首例试管婴儿
露易丝.布朗
1988年中国首例试管婴儿
郑萌珠
Embryo engineering
00
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，以满足人类的各种需求。
操作对象：
技术手段：
动物早期胚胎或配子
工程实质：
在体外条件下, 对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
理论基础：
哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律
胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养
From society
从社会中来
中国首例试管婴儿
实 例
思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同？
相同：都通过有性生殖产生；都要在母体子宫内发育形成胎儿。
不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？
①体外受精
②胚胎的早期培养
③胚胎移植
00
胚胎形成经过了哪些过程？
受精和早期胚胎发育的基本过程是怎样的？
体内受精和早期胚胎发育
CONTENTS
目录
精子和卵子的发生
Fertilization
01
胚胎早期发育
Early embryonic development
02
习题巩固
Exercises to consolidate
03
Fertilization——The structure of sperm
01
受精——精子的结构
一、精子的发生
(1)场所：在雄性动物的 的曲细精管内完成。
(2)时期：从 开始到 衰退。
(3)精子发生过程的 阶段
睾丸
初情期
生殖机能
3个
第一阶段：初级精母细胞的形成
第二阶段：精子细胞的形成
第三阶段：精子细胞变形成精子
曲细精管
附睾
输精管
方式：减数分裂
次级精母细胞
MⅠ
第一阶段
精子细胞
MⅡ
初级精母细胞
染色体复制
变形
精原细胞
精 子
精子发生的过程
第二阶段
两次分裂
第三阶段
细胞变形
有丝分裂
大量精原细胞
Fertilization
01
受精
整个精子发生过程是连续进行的
精子的形成过程
精原细胞（1个，间期）
染色体复制
初级精母细胞（1个，减Ⅰ）
有同源染色体（2N）
次级精母细胞（2个，减Ⅱ）
无同源染色体（N）
精细胞（4个）
精子（4个，2种）
变形
减数分裂
Fertilization
01
受精
精子的变形过程
③精子头出现
④细胞质浓缩
①顶体的发生
②尾的发育
⑤精子形成
1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.细胞内其他物质——
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘(尾的基部)
原生质滴
（球状、最后脱落）
记住咯
Fertilization——The structure of mature sperm
01
受精——成熟精子的结构
头
颈
尾
*不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关
（4）成熟精子结构——外形似蝌蚪
（细胞核）
（中心体）
顶体（高尔基体）
细胞内其他物质——原生质滴(球状,最后脱落)成熟精子含有的细胞质很少
（头+颈+尾）
线粒体鞘（尾的基部）
Fertilization——The structure of mature sperm
受精——成熟精子的结构
01
不是。
①动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；
②精子从射精部位到受精部位，复杂的结构与生理环境对精 子进行筛选，大量死亡。最后到达受精部位只剩百余个，完成受精的只有一个。
问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？
Fertilization——The structure of mature sperm
受精——成熟精子的结构
01
①细胞核：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。
②线粒体：有氧呼吸产生能量。
③集中于尾的基部：是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”。
问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？
Fertilization——Ovum preparation
01
受精——卵子的准备
二、卵子的发生
性别分化
原始卵泡
成熟卵泡
黄体
次级卵母细胞
(1)场所：在雌性动物的 内（在输卵管内进一步成熟）完成。
(2)时期：胎儿时期 和初情期以后。
(3)卵子发生的过程。
卵巢
第一阶段：形成初级卵母细胞；
第二阶段：初级卵母细胞分裂形成卵子。
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子卵子在发生上的重要区别。P63
胎儿期
初情期后
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
+ 第一极体
合子 +两个极体
2N
2N
N
2N
有丝分裂 数目增多
MⅠ分裂
MⅡ分裂
初级卵母细胞生长透明带形成
卵细胞膜
透明带
排卵
减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的
减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成
受精
当在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体时，说明卵子已受精
卵子是否受精的重要标志
染色体的复制和其他物质的合成
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
输卵管
卵泡
卵子的发生过程
MⅡ中期
排卵
受精
胎儿期
整个卵子发生过程是不连续的
卵巢
卵泡细胞
卵巢
Fertilization——Ovum preparation
01
受精——卵子的准备
①不同动物排出的卵子成熟程度不同
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞
猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞
马、犬排卵
猪、羊排卵
Fertilization——Ovum preparation
01
受精——卵子的准备
②卵子的成熟
排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。
卵泡=卵泡细胞+初级（次级）卵母细胞
卵子=次级(或初级)卵母细胞+透明带+放射冠
排卵：卵子从卵泡中排出
原始卵泡
成熟卵泡
黄体
初、次级卵母细胞
卵丘细胞
Fertilization——Ovum preparation
01
受精——卵子的准备
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，最多完成了第一次减数分裂，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。
卵细胞
卵泡
c
Fertilization——Ovum preparation
01
受精——卵子的准备
5.MⅡ在什么时候完成的？
6.受精作用的场所在哪里？
7.卵子受精的标志是什么？
8.卵子的结构怎样？
MⅡ在精子和卵子结合的过程中完成的。
雌性动物的输卵管内。
在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已完成了受精。
卵子的结构
放射冠（卵丘细胞）
透明带
第一极体
卵细胞膜
核
项目 精子的发生 卵子的发生
区别 场所
时间
过程特点
结果
是否变形
相同点
睾丸的曲细精管
卵巢（MI）、输卵管（MII）
初情期后
胎儿时期、初情期后
①MⅠ、MⅡ是连续的
②细胞质均等分配
①MⅠ、MⅡ是不连续的
②细胞质不均等分配
4个精子
一个卵子和3个极体
需要
不需要
①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂
②生殖细胞的成熟为减数分裂
③成熟生殖细胞的形成均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半
归纳：精子和卵子的发生有何异同
c
1. 人类的排卵是指( )。
卵泡破裂,次级卵母细胞从卵泡中排出
A
卵子从卵泡中排出
B
卵子从卵巢中排出
C
卵子从输卵管中排出
D
01
习题巩固
Exercises to consolidate
A
c
2. 下列哪一项不是精子和卵子发生过程中的区别( )。
初级精、卵母细胞形成的时间
A
MI和MⅡ的时间连续性
B
成熟生殖细胞是否经过变形
C
成熟生殖细胞细胞核中DNA数量
D
01
习题巩固
Exercises to consolidate
D
01
习题巩固
Exercises to consolidate
3.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( 　　)
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
Fertilization
受精
受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括
受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的
受精在输卵管内完成。
01
3.过程
2.场所
：输卵管
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
1.概念:
Fertilization——Capacitation
01
受精——精子获能
张明觉
1951年，他发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张—奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。
1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的《自然》杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。
Fertilization——Capacitation
01
受精——精子获能
（1）概念：
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的
发生 后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”
生殖道
相应的生理变化
精子获能实质是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
Fertilization——Ovum preparation
受精——卵子的准备
2
01
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。
卵子的结构
放射冠（卵丘细胞）
透明带
第一极体
卵细胞膜
核
但他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ中期时，才具备与精子受精的能力。
Fertilization
01
受精
第1步：获能后的精子穿越放射冠
穿越放射冠：精卵在输卵管相遇，在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先发生顶体反应，使顶体释放顶体酶，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成穿越放射冠的通道。
Fertilization
01
受精
第2步：穿越透明带
顶体酶随后将透明带溶出一条孔洞，精子借自身运动穿越透明带；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。
透明带反应阻止多精入卵的第一道屏障
Fertilization
01
受精
第3步：精子进入卵细胞膜
精子入卵后，卵细胞膜会发生一种生理反应，拒绝其他精子入卵，即卵细胞膜反应。
卵细胞膜反应阻止多精入卵的第二道屏障
精子与卵细胞膜接触后立即被微绒毛抱合，精子外膜与卵细胞膜膜融合，精子头部入卵，尾部脱离
卵黄膜上的微绒毛抱住精子
Fertilization
01
受精
第4步：雌雄原核的形成
雄原核的形成：
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
雌原核的形成：
精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。
雄原核
雌原核
第一极体
放出的
第二极体
Fertilization
01
受精
第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成
雌、雄原核充分发育
相向移动，彼此靠近
核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成
雌、雄原核靠近
核膜消失，第一次卵裂即将开始
Fertilization
01
受精
①受精的标志
放出的第二极体
第一极体
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ
雄原核
雌原核
观察到两个极体
②受精完成的标志：
雌雄原核形成合子
受精卵
受精阶段
Fertilization
01
受精
获能后的精子穿越放射冠
①获能后的精子穿越放射冠
②穿越透明带
③精子进入卵细胞膜
④雌雄原核的形成
⑤雌、雄原核融合，受精卵形成
Fertilization
01
受精
第4步：雌雄原核的形成
第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成
阻止多精入卵的两道屏障
第1步：获能后的精子穿越放射冠(顶体反应）
第2步：穿越透明带（透明带反应）
第3步：精子进入卵细胞膜(卵细胞膜反应)
01
习题巩固
Exercises to consolidate
1.下图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变化形成受精卵
的过程，下列叙述错误的是（ ）
A.图中X指卵细胞膜反应，
Y指卵子的减数第二次分裂
B.经图中Y过程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
B
01
习题巩固
Exercises to consolidate
2.精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是( )
A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的
B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质
C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性
D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方
B
习题巩固
Exercises to consolidate
3．在受精过程中 （　　）
①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶
②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜
③卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂
④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核
⑤ 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生
A．①②⑤　B．①④⑤　　C．②③④　D．②④⑤
01
B
胚胎早期发育
Early embryonic development
PART 02
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
次级卵母细胞
受精
2细胞期
4细胞期
8细胞期
桑椹胚
（32细胞）
囊胚
1.场所
输卵管、子宫
2.分裂方式
有丝分裂
卵裂
胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积不断增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
桑椹胚
囊胚
卵裂
(细胞未分化)
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
卵裂期的特点
①细胞分裂方式为________
②细胞数目_____
③每个细胞体积_____
④胚胎总体积______或略有_____
⑤有机物总量_____
⑥有机物种类_____
⑦DNA总数目_____
增加
不增加
缩小
减小
减少
增加
增加
分裂方式
2细胞
4细胞
8细胞
透明带
卵裂
受精卵
桑椹胚
（32细胞）
有丝分裂
有丝分裂
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
项目 变化
细胞数目
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
物质种类
胚胎总体积
增多
减小
增多
不变
减少
增多
卵裂期的特点
不增加或略有减小
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
桑椹胚
当卵裂产生的子细胞数目达到32个，逐渐形成致密的细胞团，形似桑椹时，这时的胚胎称为桑椹胚。
桑椹胚
桑椹
每个细胞具有全能性，属于全能性细胞。
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
囊胚
内细胞团（ICM）的细胞未分化，可以作为胚胎干细胞的来源,滋养层细胞已经分化。
内细胞团
滋养层
囊胚腔
透明带
发育
胎盘和胎膜
发育
胎儿的各种组织
内细胞团细胞具有全能性
胚胎进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔一囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。
注意：细胞开始出现分化了
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
孵化
内细胞团
滋养层
囊胚腔
透明带
囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统。
Early embryonic development
02
胚胎早期发育
原肠胚
滋养层
内胚层
外胚层
原肠腔
结构
外胚层：
内胚层：
中胚层：
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
Comparison of fertilized egg development in different animals
02
不同动物受精卵发育的比较
动物 种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的 发育天数和发育阶段
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑椹胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38 50 50 60 60 70 68 80 3 桑椹胚
绵羊 36~38 42 48 67 72 96 3~4 16细胞
猪 21 51 51-66 66~72 90-110 110-114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30 36 50 60 72 98-106 6 囊胚
牛 27~42 44 65 46 90 96-120 120-144 4 5 8~ 16细胞
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
Comparison of fertilized egg development in different animals
02
不同动物受精卵发育的比较
讨论1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
比较而言，马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段。
讨论2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑椹胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16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。
Comparison of fertilized egg development in different animals
02
不同动物受精卵发育的比较
胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精和胚胎早期发育规律的基础上实现的。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，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。
讨论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 请结合所学习的内容举例说明。
03
习题巩固
Exercises to consolidate
3.(2019·南通质检)关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法错误的是
A.桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同
B.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
C.囊胚期的细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的
√
03
习题巩固
Exercises to consolidate
4.下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是
A.通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化
B.胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡
C.随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加
D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加
√
03
课堂小结
Brief summary
03
课堂小结
Brief summary
(2)个体发育过程中，从囊胚阶段开始出现细胞分化，但此阶段细胞的全能性仍很高，可用于胚胎分割。
(3)原肠胚阶段是个体发育过程中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。
(4)早期胚胎发育的营养物质来自卵黄，
发育后期通过胎盘从母体吸收。
受精
精子获能
受精前的准备
卵子准备
MⅡ期具备受精能力
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
精子穿过卵细胞外结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核
雌雄原核靠近
核膜消失
桑椹胚
受精卵
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
囊胚
原肠胚
卵裂
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
孵化
内细胞团
滋养层
组成个体的各种组织细胞
胎盘、胎膜等胚外组织细胞
外胚层内胚层中胚层
课堂小结
习题巩固
Exercises to consolidate
PART 03
03
习题巩固
Exercises to consolidate
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
（2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备
受精能力。 （ ）
（3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。
（ ）
×
×
√
03
习题巩固
Exercises to consolidate
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A.在桑椹胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑椹胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
A
课时作业
THANK YOU