高中生物 專題3 第1節(jié) 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育課件 新人教版選修3

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1、專題專題3 3 胚胎工程胚胎工程 一對夫婦，妻子因病切除了子宮，但他們一直想有一個親生的一對夫婦，妻子因病切除了子宮，但他們一直想有一個親生的孩子（攜帶他們的遺傳信息），請從理論上想個辦法幫他們完孩子（攜帶他們的遺傳信息），請從理論上想個辦法幫他們完成這個愿望。成這個愿望。試管嬰兒！試管嬰兒！試管嬰兒是不是在試管中長出一個胎兒呢？試管嬰兒是不是在試管中長出一個胎兒呢？19781978年年7 7月月2626日，世界上第一個試管嬰兒日，世界上第一個試管嬰兒路易斯在英國出生。至路易斯在英國出生。至20122012年，全球已有年，全球已有約約500500多萬個試管嬰兒出生！多萬個試管嬰兒出生！ 胚胎工

2、程胚胎工程 指對動物指對動物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如術(shù)，如胚胎移植胚胎移植、體外受精體外受精、胚胎分割胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性雌性動物動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。操作對象操作對象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技術(shù)手段技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)： 胚胎工程是在胚胎工程是在體外體外模擬模

3、擬動物自然受精和早期胚胎發(fā)育。動物自然受精和早期胚胎發(fā)育。哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。3.1 3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育精子精子一、精子和卵子的發(fā)生一、精子和卵子的發(fā)生卵子卵子放射冠放射冠透明帶透明帶卵黃膜卵黃膜（3 3）過程：）過程：(1)(1)場所：場所：(2)(2)時期時期：_中的中的_初情期初情期生殖機(jī)能衰退生殖機(jī)能衰退分三個階段分三個階段不等于衰老不等于衰老睪丸睪丸曲細(xì)精管曲細(xì)精管（一）精子的發(fā)生（一）精子的發(fā)生精原細(xì)胞精原細(xì)胞多個精原細(xì)胞多個精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞初級精母細(xì)胞有絲分裂有絲分裂染色體復(fù)制和其他物質(zhì)的合成染

4、色體復(fù)制和其他物質(zhì)的合成次級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子細(xì)胞MM精子精子變形變形第一階段第一階段初級精母細(xì)初級精母細(xì)胞的形成胞的形成第二階段第二階段精子細(xì)胞的形成精子細(xì)胞的形成第三階段第三階段變形變形MMMM與與MM是是連續(xù)連續(xù)進(jìn)行的進(jìn)行的1.1.細(xì)胞核細(xì)胞核2.2.高爾基體高爾基體3.3.中心體中心體4.4.線粒體線粒體5.5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)精子頭的主要部分精子頭的主要部分頭部的頂體頭部的頂體精子的尾精子的尾線粒體鞘線粒體鞘( (尾的基部尾的基部) )原生質(zhì)滴原生質(zhì)滴( (最后脫落最后脫落) )精子的形態(tài)：精子的形態(tài)：（1 1）外形似）外形似蝌蚪蝌蚪，分分_、_、_、三、三

5、大部分。大部分。（2 2）不同種動物精子的形態(tài)）不同種動物精子的形態(tài)_，大，大小略有小略有_，與動物的體形大小，與動物的體形大小_。頭頭 頸頸 尾尾相似相似不同不同無關(guān)無關(guān)1.1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但通家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？不是。不是。其一，精子數(shù)量多，總有精子能與卵子結(jié)其一，精子數(shù)量多，總有精子能與卵子結(jié)合，從而保證了合，從而保證了種族的延續(xù)種族的延續(xù)。其二，。其二，對精子進(jìn)行對精子進(jìn)行篩選篩選，保證最優(yōu)秀的精子與卵子結(jié)合。，保證

6、最優(yōu)秀的精子與卵子結(jié)合。討討 論論細(xì)胞核細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心。活動的控制中心。2.2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？這一現(xiàn)象怎樣理解？線粒體線粒體是精子維持生存和運(yùn)動能量的是精子維持生存和運(yùn)動能量的“動力工動力工廠廠”或或“發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)”2.2.卵子的發(fā)生卵子的發(fā)生(1)(1)發(fā)生部位：發(fā)生部位：_ 成熟部

7、位：成熟部位：_(2)(2)時時 間：間：_以及以及_卵巢卵巢輸卵管輸卵管胎兒時胎兒時初情期初情期生殖機(jī)能衰退生殖機(jī)能衰退不同發(fā)育階段的卵泡不同發(fā)育階段的卵泡排卵排卵黃體黃體退化退化黃體黃體卵泡細(xì)胞卵泡細(xì)胞第一極體第一極體卵丘細(xì)胞卵丘細(xì)胞核核透明帶透明帶卵黃膜卵黃膜卵巢中有卵泡，每個卵卵巢中有卵泡，每個卵泡由多個卵泡細(xì)胞包圍泡由多個卵泡細(xì)胞包圍著一個初級卵母細(xì)胞。著一個初級卵母細(xì)胞。胎胎兒兒期期卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞初級卵母細(xì)胞有絲分裂有絲分裂染色體復(fù)制染色體復(fù)制儲存于儲存于 中中卵泡卵泡初初情情期期后后初級卵母細(xì)胞生長，透明帶形成初級卵母細(xì)胞生長，透明帶形成初級卵母細(xì)胞初級卵母細(xì)胞卵黃

8、膜卵黃膜透明帶透明帶次級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞+第一極體第一極體合合 子子+第二極體第二極體MM 馬、犬馬、犬排卵排卵受精受精綿羊綿羊牛牛豬豬排出的卵是排出的卵是_初級卵母細(xì)胞初級卵母細(xì)胞排出的卵是排出的卵是_次級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞中期中期透明帶與卵黃膜之間有透明帶與卵黃膜之間有_個極體個極體受精完成的標(biāo)志受精完成的標(biāo)志2 2減數(shù)第一次分裂在什么時間完成？減數(shù)第一次分裂在什么時間完成？減數(shù)第二次分裂在什么時間完成？減數(shù)第二次分裂在什么時間完成？排卵發(fā)生在什么時間？排卵發(fā)生在什么時間？排卵前后排卵前后受精過程中受精過程中MM前后前后在什么場所完成？在什么場所完成？卵巢或輸卵管卵巢或輸卵管在什么場

9、所完成？在什么場所完成？輸卵管輸卵管受精發(fā)生在什么場所？受精發(fā)生在什么場所？輸卵管輸卵管思考思考1 1. .一個卵泡中能形成幾個卵子？一個卵泡中能形成幾個卵子？2.2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？排出？3.3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在什么部位成熟？剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在什么部位成熟？不是不是正常情況下，一個卵泡只能形成一個卵子。正常情況下，一個卵泡只能形成一個卵子。是指卵子從卵泡中排出。是指卵子從卵泡中排出。輸卵管輸卵管討論討論比較：精子和卵子的發(fā)生比較：精子和卵子的發(fā)生.精子精子卵子卵子不不同同點點發(fā)生場所發(fā)生場

10、所成熟場所成熟場所生殖細(xì)胞數(shù)生殖細(xì)胞數(shù)排出時是否成熟排出時是否成熟是否變形是否變形開始時間開始時間分裂連續(xù)性分裂連續(xù)性相相同同點點睪丸睪丸卵巢卵巢睪丸睪丸輸卵管輸卵管1411是是否否是是否否初情期初情期胎兒期胎兒期（初情期后才有排卵）（初情期后才有排卵）有絲分裂產(chǎn)生性原細(xì)胞、初級性母細(xì)胞有絲分裂產(chǎn)生性原細(xì)胞、初級性母細(xì)胞都經(jīng)過減數(shù)分裂才形成性細(xì)胞都經(jīng)過減數(shù)分裂才形成性細(xì)胞連續(xù)連續(xù)間斷間斷受精受精充滿活力的精子充滿活力的精子卵子經(jīng)過約卵子經(jīng)過約15cm15cm長，由狹窄的輸卵管向子宮游動，長，由狹窄的輸卵管向子宮游動，很快，它將與精子相遇并開始受精的過程。很快，它將與精子相遇并開始受精的過程。

11、卵子卵子的外層被的外層被一層透明的薄一層透明的薄膜（營養(yǎng)細(xì)胞）膜（營養(yǎng)細(xì)胞）保護(hù)著，像一保護(hù)著，像一串串美麗的光串串美麗的光環(huán)圍繞著它。環(huán)圍繞著它。這使它看起來這使它看起來像一個懸浮在像一個懸浮在天體中的漂亮天體中的漂亮的星球。的星球。精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著。精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著。 500500萬個精子同時游向它們的終點萬個精子同時游向它們的終點卵子。雖然卵子。雖然這個部隊很龐大，但最終經(jīng)過種種障礙能攻破卵子這個部隊很龐大，但最終經(jīng)過種種障礙能攻破卵子的精子只有一個。的精子只有一個。精子試圖進(jìn)入卵子精子試圖進(jìn)入卵子 此時此時, , 精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了

12、精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了, , 我們還可以看到我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進(jìn)入卵子。巴拍打的驅(qū)動下，努力進(jìn)入卵子。 1 1、概念、概念: :指指 和和 結(jié)合形成結(jié)合形成( (即即 ) )的過程。的過程。2 2、標(biāo)志、標(biāo)志: :在在 和和 的間隙可以的間隙可以觀察到兩個極體時。觀察到兩個極體時。3 3、場所、場所: :受精是在受精是在 內(nèi)完成的。內(nèi)完成的。二、受精二、受精精子精子受精卵受精卵卵黃膜卵黃膜透明帶透明帶輸卵管輸卵管卵子卵子合子合子4 4、過程、過程受精前的受精前的準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段受精階段受精

13、階段受受精精過過程程精子獲能精子獲能準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段1 1：卵子的準(zhǔn)備卵子的準(zhǔn)備準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段2 2：準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段1 1：精子獲能，即精子必須在雌性動物生殖道：精子獲能，即精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段2 2：卵子的準(zhǔn)備，即卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)：卵子的準(zhǔn)備，即卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（第二分裂中期（MM）時，才具備受精能力。）時，才具備受精能力。哺乳動物哺乳動物受精過程受精過程示意圖示意圖精、卵相遇精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體反應(yīng)頂體酶釋放頂體酶釋放溶解卵丘細(xì)溶解卵丘細(xì)胞之間物質(zhì)胞

14、之間物質(zhì)穿越放射冠穿越放射冠接觸透明帶接觸透明帶頂體酶溶解頂體酶溶解透明帶透明帶穿越透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶產(chǎn)生透明帶反應(yīng)反應(yīng)形成第一道形成第一道屏障屏障精子被微絨精子被微絨毛抱合毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子外膜與卵黃膜融合精子注入卵精子注入卵精精子子注注入入卵卵后后變化變化變化變化變化變化產(chǎn)生卵黃膜產(chǎn)生卵黃膜封閉作用封閉作用形成第二道形成第二道屏障屏障尾部脫離尾部脫離核膜破裂核膜破裂形成雄形成雄原核原核激活卵子完激活卵子完成減數(shù)第二成減數(shù)第二次分裂，排次分裂，排出第二極體出第二極體形成雌形成雌原核原核發(fā)育發(fā)育 移動移動 接觸接觸 合并合并形形成成受受精精卵卵三、胚胎發(fā)

15、育三、胚胎發(fā)育根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個階段：根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個階段：受精卵受精卵卵裂（包括卵裂（包括2 2細(xì)胞期、細(xì)胞期、4 4細(xì)胞細(xì)胞期、期、8 8細(xì)胞、細(xì)胞、1616細(xì)胞期、細(xì)胞期、3232細(xì)胞期）細(xì)胞期）桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原腸胚原腸胚幼體幼體細(xì)胞分裂方式為細(xì)胞分裂方式為_細(xì)胞數(shù)目細(xì)胞數(shù)目_，胚胎總體積，胚胎總體積_或略有或略有_每個細(xì)胞體積每個細(xì)胞體積_DNADNA數(shù)目數(shù)目_有機(jī)物總量有機(jī)物總量_有機(jī)物種類有機(jī)物種類_減少減少1 1、卵裂期的特點：、卵裂期的特點：有絲分裂有絲分裂增加增加不增加不增加縮小縮小減小減小不變不變增加增加 卵裂卵裂（包括（包括2 2細(xì)胞期、細(xì)胞期、4

16、 4細(xì)胞期、細(xì)胞期、8 8細(xì)胞、細(xì)胞、1616細(xì)胞期、細(xì)胞期、3232細(xì)胞期）細(xì)胞期）2、桑椹胚、桑椹胚當(dāng)細(xì)胞數(shù)目達(dá)到當(dāng)細(xì)胞數(shù)目達(dá)到3232個左右時，胚個左右時，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚。胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚。這一階段前的每一個細(xì)胞這一階段前的每一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細(xì)胞。潛能，屬于全能細(xì)胞。滋養(yǎng)層細(xì)胞：滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜發(fā)育成胎膜和胎盤，胚胎可通過這些和胎盤，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：即胚胎干細(xì)胞，即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)胞，

17、是一種未分化的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎。具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎。滋滋養(yǎng)養(yǎng)層層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔囊胚腔3、囊胚、囊胚囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來。中伸展出來。（孵化）（孵化）受精卵受精卵第一次卵裂第一次卵裂第二次卵裂第二次卵裂第三次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原腸腔原腸腔原腸胚原腸胚外胚層外胚層中胚層中胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層胚的發(fā)育：胚的發(fā)育：外胚層外胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層中胚層中胚層按照一定的按照一定的次序向內(nèi)運(yùn)動次序向內(nèi)運(yùn)動囊胚囊胚4 4、原腸胚、原腸胚外表神經(jīng)和感官；外表神經(jīng)和感官；內(nèi)呼消化胰與肝；

18、內(nèi)呼消化胰與肝；其余都為中胚層其余都為中胚層外表神經(jīng)和感官；內(nèi)呼消化胰與肝；其余都為中胚層外表神經(jīng)和感官；內(nèi)呼消化胰與肝；其余都為中胚層外胚層：外胚層：表皮及其附屬結(jié)構(gòu)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官表皮及其附屬結(jié)構(gòu)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官內(nèi)胚層：內(nèi)胚層：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺體消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺體中胚層：中胚層：皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官外膜、循皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官外膜、循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)受精后受精后8 8天。胚芽完成天。胚芽完成“著陸著陸”，微微嵌入子宮膜。微微嵌入子宮膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)胞此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)胞。

19、受精后受精后6 6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘每分鐘140-150140-150下，是母親心跳的兩倍。下，是母親心跳的兩倍。 胎兒長到胎兒長到2020周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對吮吸的反應(yīng)可以促進(jìn)它對吮吸的反應(yīng) 。胎兒胎兒3838周，母體即將生產(chǎn)，這時胎兒的體積周，母體即將生產(chǎn)，這時胎兒的體積顯著增大，不得不蜷縮成一團(tuán)。顯著增大，不得不蜷縮成一團(tuán)。新生兒新生兒1 1、表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？馬馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次

20、為的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠小鼠。2.2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？提示：馬應(yīng)選擇提示：馬應(yīng)選擇囊胚階段囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在胚胎雖然最早可在8-168-16細(xì)胞細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提階段進(jìn)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)高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到育到囊胚階段的胚胎囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。進(jìn)行移植。資料分析：資料分析：3.3.為什么說關(guān)于

21、動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動物自然條件下受哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)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(rèn)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行認(rèn)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬有效的模擬，才使，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果成果。