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高三生物3.1体内受精和早期胚胎发育


一、精子和卵细胞的发生

1、精子的发生
(1)场所:精子的发生是在 睾丸 内的曲细精管 中完 成的。

(2)时期:(雄性动物)从
哺乳动物睾丸示意图

初情期到 生殖机能衰退。

精原细胞
有丝分裂
( 3)

第一阶段

多个精原细胞
染色体复制

精 子 发 生 的 过 程

初级精母细胞
MⅠ

第二阶段

次级精母细胞
MⅡ

精子细胞(含单倍染色体)
第三阶段
变形

精子

精子细胞变形中的主要变化
细 胞 核 高尔基体
变为 发育为 演变为 形成 浓缩成

精子头的主要部分 头部的顶体

中 心 体
线 粒 体

精子的尾
线粒体鞘膜(尾的基部) 原生质滴(球状,最后 脱落)

细胞内其他物质

(4)、精子的形态:

(1)外形似蝌蚪, 头 、__ 颈 、__ 尾 、三 分__ 大部分。 (2)不同种动物精子的形态____ 相似,大 小略有____ 。 不同 ,与动物的体形大小___ 无关

讨论:(教材P62)
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? 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。

讨论:(教材P62)
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? 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”。

充满活力的精子

2、卵子的发生
(1)场所:卵子的发生是 在 卵巢 内中完成的。 (2)时期:(动物胚胎)

在 性别分化 以后,
即 胎儿期 。
动物细胞卵巢、卵泡和卵子 注意:卵泡的形成和储备是在胎儿期, 的关系图

排卵是在哺乳动物进入初情期开始。

( ) 卵 子 的 发 生 过 程 3
胎 儿 期

卵原细胞
卵 巢
有丝分裂

多个卵原细胞
染色体复制

被卵泡细胞包围,形成卵泡

初级卵母细胞
MⅠ

初 情 输 卵 期 管 后

排卵前后完成

次级卵母细胞
受精 MⅡ

第一极体

卵子 第二极体

退化消失

排卵

卵泡细胞 不 同 发 育 阶 段 的 卵 泡

第一极体 卵丘细胞 核 透明带 卵黄膜

黄体
卵泡=卵泡细胞+初级卵母细胞 退化 黄体

卵巢中有卵泡,每个卵泡中有一个初级卵母细胞。

卵 子 结 构 图

(卵黄膜)

讨论:(教材P63)
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子? 提示:正常情况下,一个卵泡只能形成 一个成熟的卵子。

2.排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指
卵泡从卵巢中排出? 提示:是指卵子从卵泡中排出。

讨论:(教材P63) 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? 提示:刚排出的卵子尚未完全成熟,仅

完成第一次减数分裂,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。

4、刚排出的卵是成熟的卵子吗? 刚排出的卵子尚未完全成熟 5、排出的卵子是什么时期的细胞? 有的动物在排卵前完成了MI,则排出的为次 级卵母细胞,如牛、羊、猪等 有的动物在排卵后才进行MI,则排出的为 初级卵母细胞,如马 否 6、产生卵子的过程是否都发生在卵巢中? MII过程是在输卵管中 7、成熟的卵子在母体的什么部位与精子受精? 输卵管 8、卵子是否受精的重要标志:
在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体

3.精子和卵子的发生异同
(1).相似点: ?最初阶段均进行有丝分裂,不断

增加生殖原细胞的数量;
?经过减数分裂(MⅠ和MⅡ)才能 形成精子或卵子。

(2).不同点:
发生 时间

场所

子细胞 数目

变形 形状
蝌蚪形

精 初情期 两次分裂连 4个 是 续,在睾丸 精子细胞 子 以后 曲细精管

卵 子

胎儿 时期

两次分裂不 连续,在卵 巢和输卵管

1个卵细 否 圆形 胞2个极体

重要 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是 区别 在出生前完成的;精子是从初情期开始的

练习:
1.以下说法不正确的是

A.雄性动物从初情期开始产生精子
B.1个精原细胞可以形成4个精子 C.对多数家畜来说,精子在睾丸内形成的时 间为两个月左右 D.动物体型大的产生的精子多且大 2.一个卵泡可以形成的卵子数目是 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个

3.以下说法正确的是

A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.排卵是指排出成熟的卵泡

C.排卵实际上是排出初级卵母细胞
D.排卵实际上是排出次级卵母细胞

4.下例不属于精子和卵子发生的区别的是
A.初级精母、卵母细胞的形成时间

B.MⅠ和MⅡ的时间连续性
C.成熟生殖细胞是否发生变形

D.成熟生殖细胞中染色体的数量

6 初级卵母细胞的第一次减数分裂完成的时间 和部位分别是在 排卵前后,卵巢内

二、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:在 卵黄膜 和 透明带 的间隙可以 观察到两个极体时。

3、场所:受精是在 输卵管 内完成的。

4、过程
(1)受精前准备阶段:
准备阶段1:精子获能
即精子必须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。 准备阶段2:卵子的准备 即卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第

二分裂中期(MⅡ)时,才具备受精能力。

(2)受精阶段

精子穿越 放射冠和 透明带 精子进入卵黄膜 雌雄原核形成 和 配子的结合
放射冠(卵丘细胞) 透明带 第一极体

卵黄膜 核

排出的卵

释放顶体酶,溶解卵 丘细胞之间物质

精卵相遇,发生顶体反 应,精子穿入放射冠
透明带反应 卵黄膜封闭作用

精子接触并穿过透明带, 并接触卵黄膜

雌原核

雄原核

精子头部膨胀, 同时卵子完成第 二次成熟分裂, 释放第二极体

雌雄原 核形成

核膜消失, 两个原核 融合

第一次 卵裂即 将开始

精、卵相遇 接触透明带
顶体酶溶 解透明带

顶体反应 穿越放射冠
穿越透明带

顶体酶释放 溶解卵丘细胞 之间的物质
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

精子外膜与卵黄膜融合
精子进入卵




变化①

产生卵黄膜 封闭作用 尾部脱离核 膜破裂,形 成新核膜 激活卵子完 成减数第二 次分裂,排 出第二极体

形成第二道 屏障

变化②

入 卵 后
变化③

形成雄 原核

形成雌 原核

发育 移动 接触 合并

形 成 受 精 卵

防止多精入卵的两道防线 透明带反应:
---当第一个精子穿越

透明带接触卵黄膜时, 透明带的穿透性就立 即发生变化,从而阻 止其他精子进入透明 带。

卵黄膜封闭作用:
---当第一精子进入卵黄膜后,卵黄 膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子 进入卵内与卵子结合受精。

精子进入卵子后,原核
膜破裂,形成新核膜,

形成雄原核。
卵子被激活完成减二

分裂,排出第二极体,
形成雌原核。

两者向细胞中部靠拢,
并相互融合成一个细

胞核,这时称受精卵。

1.什么叫顶体反应?

2.什么叫透明带反应?
3.什么叫卵黄膜的封闭作用? 4.防止多精入卵受精有哪些生理反应?

受精过程小结:
受精前的 准备阶段 准备阶段1:精子获能 卵子的准备 准备阶段2:

受 精 过 程

精子穿越 放射冠和 透明带
受精阶段 精子进入卵黄膜 雌雄原核形成 和 配子的结合

区分受精的标志和受精完成的标志

受精的标志是卵黄膜和透明带 之间含有两个极体;
而受精完成的标志是雌雄原核 融合形成合子。

5.受精作用的实质和意义 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。

三、胚胎发育
1、胚胎发育的过程:
根据胚胎形态的变化,分几个阶段:

受精卵
桑椹胚

卵裂(包括2、4、8、16细胞期)
囊胚期 原肠胚期(包括内、 幼体

中、外三胚层和原肠腔)

2、卵裂 (1)、卵裂过程

(2)、卵裂期的特点:
细胞分裂方式为有丝分裂 _______

增加 细胞数目____
不增加 或略有 胚胎总体积______ 缩小 ____ 减小 每个细胞体积_____

增加 DNA数目_____ 减少 有机物总量_____ 增加 有机物种类_____

3、桑椹胚

当胚胎细胞数目 达到32个左右时, 胚胎形成致密的 细胞团,形似桑 椹,叫做桑椹胚。 桑椹胚中的每个 细胞都属于全能 细胞。

4、囊胚
细胞开始分化
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,发育成的胎儿 的各种组织、器官。 滋养层:发育成胎膜和胎盘,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
囊胚腔:

内细胞团

滋养层

孵化:胚胎从透明带中伸展出来的过程

5、原肠胚 内细胞团表层 外胚层 的细胞 内细胞团下方 内胚层 的细胞 中胚层 原肠腔 内胚层包围的囊腔

归纳:早期胚胎发育的几个阶段
桑椹胚:细胞属于 全能细胞 。

囊胚:细胞开始 分化 ; 内细胞团 将来 滋养层 将来发育成 发育成 各种组织 , 胎膜、胎盘,出现 囊胚腔 后,进一步
扩大会导致 孵化 。

原肠胚:内细胞团 表皮的细胞

形成

外胚层 , 下方的 细胞形成 内胚层 ,出

现 原肠腔 。

胚胎发育小结:
受精卵 :最初发育在输卵管进行有丝分裂

卵裂期
桑椹胚

: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。

囊胚(内含囊胚腔)

: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 滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔

原肠胚(内含原肠腔) 胎儿形成

哪个阶段以前的细胞为全能细胞?

哪个阶段的细胞开始分化?
何种结构将来发育成胎儿的各种 组织? 内细胞团 胎膜和胎盘由什么结构发育而来 的? 滋养层 什么叫孵化?

桑椹胚以前 囊胚

囊胚扩大,导致透明带破裂,胚胎 从其中伸展出来,这一过程叫孵化

资料分析:(教材P67)
1. 表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最 高?
提示:马的胚胎进入子宫时发育程度最高,其次 为小鼠。 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? 提示: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。

评价练习:
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( D ) 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

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 )

A

B

C

D

A C D


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