&选修三3.1 体内受精和早期胚胎发育（共55张PPT）

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：
理论基础：
早期胚胎和配子
胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等
哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律
一、精子的发生
二、卵子的发生
三、受精
四、胚胎发育
3.1 体内受精和早期胚胎发育
一、精子的发生
3、过程：
1、场所:
2、时期:
睾丸的曲细精管
初情期
生殖机能衰退
分三个阶段
不断地产生着精子
（青春期）
方式：减数分裂
3.精子发生的过程: （教材61页）
精原细胞
多个精原细胞
初级精母细胞
有丝分裂
染色体复制和其他物质的合成
次级精母细胞
精子细胞
MⅡ
精子
变形
?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
变形
MⅠ
MⅠ与MⅡ是连续进行的
第３阶段：精子细胞变成精子
细 胞 核→
高尔基体→
中 心 体→
线 粒 体→
其他物质→
顶体
尾
线粒体鞘(尾的基部)
退化为原生质滴脱落
精子头的主要部分
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
1.精原细胞生成精子需经过三次分裂。
瞬时巩固:
3.曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。
4.从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。
2.初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子细胞。
×
×
×
×
注：精原细胞经过一次减数分裂,包括两次连续的分裂过程,形成精细胞。
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:
保障有最好的精子与卵细胞受精
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。
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？
初级卵母细胞的形成：胎儿期（胚胎在性别分化后）；
减数第一次分裂：雌性动物排卵前后完成；
减数第二次分裂：精子和卵子结合的过程完成的。
1. 场所：
2. 时期：
二、卵子的发生
卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）
卵原细胞
有丝分裂
多个卵原细胞
染色体复制
初级卵母细胞
MⅠ
第一极体
次级卵母细胞
第二极体
卵子
退化消失
MⅡ
排卵前后完成
在受精过程完成
胎儿期
初情期后
卵巢
输卵管
3、过程
卵子结构图
排出的卵
放射冠（卵丘细胞）
透明带
第一极体
卵细胞膜
核
卵泡=卵泡细胞+初级卵母细胞
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
（次级卵母细胞）
（放射冠）
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
初级卵母细胞
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
卵黄膜
透明带
当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，标志卵子已完成了受精
减数第一次分裂前的间期
排卵前后
受精时
马
绵羊
牛
猪
排卵
指卵子从卵泡中排出进入输卵管
排出的卵是___________
排出的卵是__________
初级卵母细胞
次级卵母细胞
卵原细胞
多个卵原细胞
初级卵母细胞
ＭⅠ
次级卵母细胞
+第一极体
合子和两个极体
有丝分裂
胎儿期
（形成卵泡）
初情期后
进入输卵管
前后排卵
受精
在卵巢
ＭⅠⅠ
MⅠ与MⅡ
不连续进行
减数第一次分裂在什么时间完成？
思考：
减数第二次分裂在什么时间完成？
排卵发生在什么时间？
排卵前后
受精过程中
M Ⅰ前后
在什么场所完成？
卵巢或输卵管
在什么场所完成？
输卵管
受精发生在什么场所？
输卵管
思考讨论？
1、产生卵子的过程是否都发生在卵巢中?
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？是什么时期的卵子？
它在母体的什么部位与精子受精？
4、一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
5、卵子是否受精的重要标志是什么？
减数第二次分裂过程是在输卵管中
是指卵子从卵泡中排出。
不成熟的； 初级卵母细胞或次级卵母细胞
输卵管
1个
在卵细胞膜和透明带间隙有两个极体
知识拓展
对于雌性哺乳动物来说，其一生产生的卵子数量在胚胎时期就基本固定了，如人的一生中大约可排卵400个。女性一个月仅排出一个卵子，如果没有精子与之相遇，该卵子就不能完成减数第二次分裂。
例、分析图解，判断下列哪项不是精子、卵细胞发生的区别(　)
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ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目
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
时间
过程特点
结果
联系
睾丸
卵巢、输卵管
初情期后
胎儿时期、初情期后
连续的；
需变形；
细胞质均等分配
MⅠMⅡ是不连续的；
不需变形；
细胞质不均等分配
4个精子
一个卵子和3个极体
?原始生殖细胞均进行有丝分裂
?生殖细胞成熟均为减数分裂
?子细胞中染色体数均减半
(1)图中①、②、③表示的细胞名称依次是________________ _____________。假设该动物体细胞内有染色体2N条，则①、②、③细胞内的染色体数目依次是____________。
(2)图中a、b、c表示的细胞分裂__________________________________________，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是________(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是_______________________。
(3)X、Y表示的时期依次是______________________。精子的发生与之不同的是整个过程都在____________后完成。
(4)卵子的发生与成熟过程进行到图中④时，说明卵子已经____________，该细胞就可以叫做________。
透明带、卵细胞膜
例．观察家畜卵子发生和成熟的示意图，思考并回答下面的问题：
卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞
2N、2N、N
有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂
c　
胎儿期、初情期后　
受精　
初情期后　
合子
三、受精
1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。
2、标志（是否受精）:
在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。
3、场所: 输卵管
4、过程
受精前的准备阶段
受精阶段
精子获能
卵子的准备
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力
4、过程
(一)受精前的准备阶段:
Q1：卵细胞排出的时候处
于减数分裂的什么时期？
Q2：减数分裂什么时期的 卵细胞才具有受精的能力？
减数分裂
MⅡ中期
输卵管
初/次级卵母细胞
旁栏思考题
进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？
是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
第一关：精子如何穿越放射冠和透明带？
第二关：精子如何进入卵细胞？
第三关：精子核和卵细胞核如何融合？
卵黄膜
（卵丘细胞）
触及卵细胞膜
卵子完成减Ⅱ
释放第二极体形成小雌原核
透明带反应
卵细胞膜反应
精子穿过放射冠
穿过透明带
精子尾部脱离形成大雄原核
精子入卵
相向移动
彼此接触
体积缩小
雌雄原核融合
卵丘细胞群
顶体反应：顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质
顶体酶将透明带溶出一条孔道
精子穿越放射冠和透明带
进入卵细胞膜
原核形成
融合
(二）受精阶段:
1精子穿越放射冠和透明带
2精子进入卵黄膜
3原核形成
4配子结合
获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应释放顶体酶。顶体酶可溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。
精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条通道，精子借自身运动穿过透明带并接触卵黄膜。
透明带反应：在精子接触卵细胞膜的瞬间，会产生使后来的精子不能进入透明带的生理反应。（防止多精子入卵受精的第一道屏障）
二）受精阶段:
1精子穿越放射冠和透明带
2精子进入卵黄膜
3原核形成
4配子结合
卵黄膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵黄膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子的外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵。
卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其它精子再进入卵内。（防止多精入卵受精的第二道屏障）
二）受精阶段:
1精子穿越放射冠和透明带
2精子进入卵黄膜
3原核形成
4配子结合
精子进入卵子后，尾部脱离，原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。
卵子被激活完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。
二）受精阶段:
当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精
1精子穿越放射冠和透明带
2精子进入卵黄膜
3原核形成
4配子结合
雌雄原核充分发育成熟后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍体染色体的合子，也称受精卵。
受精成功的标志：雌雄原核融合形成合子
二）受精阶段:
精、卵相遇
顶体反应
顶体酶释放
顶体酶溶解透明带
接触透明带
穿越放射冠
溶解卵丘细胞 （放射冠）
穿越透明带
接触卵黄膜
产生透明带反应
形成第一道屏障（作用）
精子被微绒毛抱合
精子外膜与卵细胞膜融合
精子进入卵
精子进入卵后
变化①
变化②
变化③
产生卵细胞膜封闭作用
形成第二道屏障 （作用）
尾部脱离核膜破裂
形成雄原核
形成雌原核
激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体
发育 移动 接触 合并
形成受精卵
总结：受精阶段
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
卵细胞膜反应（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)
5.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。
区分受精的标志和受精完成的标志
1、受精的标志：
在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
2、受精完成的标志：
雌雄原核融合成合子
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
三.胚胎发育
滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
四、胚胎发育
高等动物个体发育的阶段划分
胚胎发育
胚后发育
由受精卵发育成为成熟的胎儿
由幼体发育为性成熟个体
受精卵 （起点）
卵裂期
桑椹胚
囊胚
原肠胚
幼体
早期发育的胚胎分为以下几个阶段：
桑椹胚
囊胚
原肠胚
受精卵
卵裂期
胚胎发育的过程
1）卵裂期：
最初发育在输卵管进行有丝分裂,这一时期，受精卵仍在透明带内，称为卵裂期。
细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。有机物总量减少，物质种类增加

（有丝分裂）
卵裂期的特点：
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
桑椹胚
囊胚
原肠胚
受精卵
卵裂期
胚胎发育的过程
2）桑椹胚：

胚胎细胞数目：32个左右
1胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹
2该阶段前的细胞均未分化，都具有发育成完整 胚胎的潜能，属于全能细胞
桑椹胚
囊胚
原肠胚
受精卵
卵裂期
3）囊胚：

内细胞团
滋养层细胞
① 细胞开始分化
② 胚胎从透明带中伸展出来(孵化)
—胎儿的各种组织
—胎膜和胎盘
胚胎干细胞
具有囊胚腔
（含有液体）
桑椹胚
囊胚
原肠胚
受精卵
卵裂期
4）原肠胚
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
是内胚层包围的囊腔
内细胞团下方的细胞发育而来
内细胞团表层的细胞发育而来
具外、中、内三胚层和原肠腔
滋养层细胞
—胎膜和胎盘
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
表皮和神经组织等
骨骼、肌肉、心脏、血管、血细胞及其他结缔组织等
消化道、呼吸道上皮、肝脏和胰腺等
体腔
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
三.胚胎发育
滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
个体发育的过程；
受精卵（2N） （起点）
卵裂
桑椹胚
囊胚
原肠胚
分化
幼体
性成熟个体
（2N）
胚胎发育
胚后发育
减数分裂
卵细胞 （N）♀
精子 （N）♂
受精作用
受精卵（2N） （起点）
性成熟个体（2N）
个体发育
卵丘细胞
卵原核
精原核
组织、器官的分化，幼体的形成：
新生命的第五周:看啊，眼的雏形出来了！
新生命的第六周:四肢和脑都开始初步分化了，真让人激动！
新生命的第七周——进一步发育了，看个整体的吧
新生命的第九周:胎儿已基本成形，看看手的进一步分化！
新生命的第十二周:理论上这时的胎儿已可以独立生活，但其实出世的日子还早。
新生命的第二十六周——中间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！看看就知道差不多了啊！
新生命的第二十八周:请注意体位，现在已经为分娩做好准备了！
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<讨论>
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。
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。
《3.1 体内受精和早期胚胎发育》
1、雄性动物从 期开始产生精子，雌性动物的卵子的储备从 时
期已经确定了；
2、精子的变形过程中， 发育为顶体， 演变成精子的尾，
聚集在尾的基部形成线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩为 ，
最后脱落；
3、卵细胞的形成过程中，减数第一次分裂在 完成，场所是 ；
减数第二次分裂是在 过程中完成的，场所在 ；
排卵指的是 从 排出；排出的卵子是 （成熟/不成熟）的；
4、卵子受精的标志是： ；
5、受精的准备阶段包括精子的 ，并且卵子要发育到 期；
6、防止多精入卵的两个屏障是： 和 ；
7、精子到达卵细胞膜之间要穿越 和 ；
8、受精完成的标志是： ；
9、卵裂期的特点是：细胞数量 ，但胚胎总体积 ，或略有减少
有机物总量 ，有机物种类 ；
10、桑椹胚之前的细胞特点是： ；
初情
胎儿
高尔基体
中心体
线粒体
原生质滴
排卵前后
卵巢
精子和卵细胞结合的
输卵管
卵子
卵泡
不成熟
在卵细胞膜和透明带间隙有两个极体
获能
减数第二次分裂中期
a 透明带反应
b 卵细胞膜反应
放射冠
透明带
两核融合受精卵形成
增加
不增加
减少
增加
具有全能性
11、囊胚包括 和 层；内细胞团发育成
，滋养层细胞发育成 ；
囊胚时，细胞开始 ；
12、原肠胚具有 胚层和 ；
内细胞团
滋养
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
分化
内、中、外三
原肠腔