1、专题3 胚胎工程专题3 胚胎工程31 体内受精和早期胚胎发育学习导航1.简述精子和卵子的发生过程。难点2.了解哺乳动物受精的过程。重点3.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。重点新知初探思维启动 一、胚胎工程的概念 1.操作对象：动物_或配子。2.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。3.实质：实际是在体外条件下,对_和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。早期胚胎动物自然受精二、精子和卵子的发生1.精子的发生(1)过程：第一阶段：精原细胞数次有丝分裂,大量精原细胞部分经染色体复制和其他物质合成 初级精母细胞第二阶段：一个初级精母细胞减数第一次分裂两个 _减数第二次分裂
2、四个精子 细胞。第三阶段：_ 变形 精子。(2)精子形态：外形似蝌蚪，分_三部分。次级精母细胞精子细胞头、颈、尾2.卵 子 的 发 生 过 程：卵 原 细 胞 有丝分裂初级卵母细胞形成卵泡减数第一次分裂排卵前后_减数第二次分裂精子与卵细胞结合过程中 卵子。次级卵母细胞三、受精 1.概念：受精是_和_结合形成合子(即受精卵)的过程。2.场所：雌性的输卵管。3.完成标志：在透明带和卵黄膜间隙可以观察到两个_。精子卵子极体4.过程：哺乳动物受精过程主要包括：精子穿越_，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。(1)顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放_，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的
3、通路。放射冠和透明带顶体酶(2)透明带反应：穿过放射冠的精子经孔道穿越_，接触卵黄膜，随即产生阻止后面精子进入透明带的生理反应。(3)卵黄膜封闭作用：当精子与卵黄膜接触后,立即被卵黄膜表面的微绒毛抱合，并发生_与卵黄膜相互融合，精子入卵。此时卵黄膜立即发生阻止其他精子再进入卵内的生理反应。透明带精子外膜(4)原核形成及配子结合 雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，随后形成新核膜，最后形成_。雌原核形成：被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出_后，形成雌原核。配子结合：两核充分发育后，相向移动，彼此接触，体积缩小、合并，形成一个含_的合子，也就是受精卵。雄原核第二极体二倍染色体想一想
4、1.受精过程中有防止多精入卵的两道屏障，其意义是什么？【提示】保持子代染色体数目正常。四、胚胎发育 1.卵裂期的特点 细胞进行_分裂，细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。2.早期胚胎发育的几个阶段(1)桑椹胚：指胚胎细胞数目达到32个左右时,形似桑椹，这一阶段前的每一个细胞都具有发育成_的潜能，属于_细胞。有丝完整胚胎全能(2)囊胚：细胞开始分化。_将来发育成胎儿的各种组织。滋养层将来发育成胎膜和胎盘。胚 胎 内 部 出 现 了 含 有 液 体 的 囊 腔 _。孵化：囊胚扩大导致_的破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。内细胞团囊胚腔透明带(3)原肠胚：囊胚进一步发育，内细胞团的表层
5、细胞形成_，下方细胞形成内胚层,这时的胚胎称为_，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。外胚层原肠胚想一想 2.某一吸毒的孕妇，生出一个无脑畸形婴儿,其他器官正常，你认为毒品影响了胚胎发育的什么时期？【提示】原肠胚的各胚层进一步发育为组织器官时。要点突破讲练互动 要点一 卵子和精子发生过程的比较项目 精子发生 卵子发生 区别 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一)卵巢(M)、输卵管(M)(场所不唯一)时间 初情期后 性别分化后开始，卵泡(含M)的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，M是在精子和卵子的结合过程中完成的 项目 精子发生 卵子发生 区别 过程特点 M和M是连续的，需变形 细胞质均等分
6、配 M 和M 是不连续的，不需要变形 细胞质不均等分配 结果 形成4个精子细胞 形成1个卵细胞和3个极体 相同点 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半(2012南京高二检测)下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答有关问题。例1(1)图中A是_，B是_，E是 _，阶 段 C 是 指 个 体 发 育 的_(时期)。(2)精子开始形成的时期是_，精子形成的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
7、是_。(填序号)(5)阶段存在的变异方式是_。【解析】(1)图中为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；为减数分裂，只有在受精后,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期后开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后；(2)精子开始形成的时期是初情期，精原细胞经过减数分裂，即两次连续的分裂(M和M)产生精子细胞，需经过变形过程才形成精子(而卵子形成不需要变形)，细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体被保留下来；(3)当观察到第二极体时，表明卵子已经完成了受精作用。(4)染色体着丝点分裂可发生在有丝分裂和
8、减数第二次分裂中，因此为、；(5)有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。【答案】(1)第一极体 合子 受精 胎儿期(2)初情期 需要变形 细胞核 线粒体(3)卵子已经完成了受精(4)、(5)基因突变、染色体变异互动探究(1)在图示中进行过程时，细胞核内发生的主要变化是什么？其形态上的变化主要是什么？(2)在图示中、过程与精子的形成过程的重要区别是什么？【提示】(1)过程时，细胞核内发生的主要变化是DNA的复制。其形态上的主要变化是体积增大。(2)在图示中、过程都出现了细胞质的不均等分裂，而精子的形成在M和M过程中细胞质都是均等分裂的；卵子形成时、两过程是不连续的，且过程发
9、生在排卵前后，发生在精卵结合过程中。【探规寻律】(1)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的。(2)动物精子的大小与动物的体型大小无关。(3)判断卵子是否受精的重要标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到2个极体。要点二 受精作用 1.关于受精过程的特别提醒(1)成熟的生殖细胞并不代表具有受精的能力,成熟的精子必须获能后才具备受精能力，而排出的卵子本身就不是成熟的生殖细胞。(2)雌、雄原核不能理解成卵细胞、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。(3)将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养
10、，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。2.受精过程中的生理或结构上的变化(1)精子获能卵子的准备 顶体,反应)透明带,反应)卵黄膜封闭作用(2)精子入卵原有精子核膜破裂雄原核形成卵子完成减数第二次分裂，第二极体排出雌原核形成(3)雌、雄原核融合受精卵形成并开始发育。特别提醒 受精和受精完成标志的区别(1)受精作用中，卵子发生的成熟分裂即减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，卵子只有完成减数第二次分裂才能与精子的核融合。(2)受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是雌雄原核的融合，所以受精的标志和受精完成的标志不一样。(2012福州高二检测)关于受精过程的叙述错误的是()A获能后
11、的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C精子与卵黄膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂例2【解析】精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿越放射冠，而后通过自身运动穿越透明带，并产生透明带反应，故A错误。防止多精入卵的屏障有两道，透明带反应是第一道屏障，卵黄膜的封闭作用是第二道屏障，故B正确。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂,形成新的核膜,最后形成雄原核。被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。雄原核和雌原核彼此接触，并融合为合子，即受精卵，故C、D正确。【答案】A变式训练山西晚报2012年4月
12、20日讯，昨天，大同动物园迎来一只奇兽虎狮兽，脑袋像老虎，身体似雄狮，其另类的长相，引来游人啧啧称奇。据了解，虎狮之间受孕的成功率仅为1%2%。若利用雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”产生，完成这一过程需要解决的问题是()A精子在体外用获能的物质处理 B用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入 C抽取精子、卵子的细胞核进行融合 D精子入卵后进行人工处理防止多精入卵解析：选A。精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要给予获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵，入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者形成合子后受精完成。精子获能后自己能穿过卵黄膜，并刺激卵子发生一系列反应阻止多精入卵，
13、最终形成雄原核与雌原核并融合而不是二者原有细胞核的融合。要点三 胚胎发育1.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。2.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。3.囊胚时期细胞开始出现分化，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。4.原肠腔时期的细胞进一步发育，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。如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，据图回答问题。例3(1)写出各个
14、阶段的名称：A：_，B：_，C：_。(2)写出图中各标号的名称：2_，4_，5_，7_，8_。(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形成的生理基础是_、_。【解析】(1)图中A为受精卵卵裂形成的致密的细胞团，所以是桑椹胚，B的特点是透明带破裂，整体内部出现空腔，细胞开始出现分化，所以是囊胚；C细胞分化出现实心组织，所以是原肠胚。(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3细胞已经破裂，是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具
15、全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的屏障。【答案】(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层(3)全能 细胞分化 胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应 卵黄膜封闭作用变式训练(2012胶南高二质检)关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法不正确的是()A囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 B囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C桑椹胚的各细胞结构功能基本相同 D囊胚期内细胞团和滋养层细胞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解析：选A。细胞分化是基因有选择表达的结果，其遗传物质并没有发生改变。