高考生物一轮复习核心要点突破系列课件：第三章第一节《动物的胚胎发育和胚胎工程》（苏教版选修3）

欢迎进入生物课堂 第一节动物的胚胎发育和胚胎工程 课标领航通过本节的学习 我能够1 了解两性生殖细胞的发生和受精过程 2 简述动物胚胎发育的基本过程 3 简述胚胎工程的原理和技术 4 举例说出胚胎工程的应用 情景导引从1978年的第一例试管婴儿出生到1988十年间 全世界已出生了七千多个试管婴儿 现在 可以说试管婴儿技术已相当成熟了 目前试管婴儿技术已成为治疗某些不孕症的好办法 你知道胚胎工程还有哪些应用吗 让我们走进本节一起探究一下吧 核心要点突破 知能过关演练 第一节 基础自主梳理 基础自主梳理 一 哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用1 精子的发生睾丸的 是产生精子的部位 每个初级精母细胞经过减数分裂形成4个精细胞 再经过成熟过程形成精子 在此过程中 需要 提供营养 精子形成后进入曲细精管的管腔中 曲细精管 支持细胞 2 卵子的发生雌性动物的卵巢中 被一层扁平的细胞所包围 形成初级卵泡 其发育在动物出生后暂停 直至雌性动物性成熟时才继续发育 发育时经过 形成一个几乎不含细胞质的第一极体和一个次级卵母细胞 人类的次级卵母细胞停留在 中期 并从卵泡中排出 在完成受精作用时 才会完成减数分裂 形成一个大的卵子和一个小的第二极体 初级卵母细胞 减数第一次分裂 减数第二次分裂 3 受精作用成熟的精子必须在雌性动物的 中经历一段时间才能获得受精能力 这个过程叫做获能 卵泡液 输卵管分泌物 血清等液体可使精子获能 受精的第一步是精子的头部和卵细胞膜接触 2个细胞的 融合 精子的 进入卵细胞 此时 要触发一系列的反应 发生变化 阻止其他精子进入 激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 第二步是卵子的细胞核与精子的细胞核融合 形成一个单细胞受精卵 生殖道 细胞膜 头部 卵细胞膜 二 哺乳动物胚胎发育的基本过程1 概念 是指受精卵发育成 的过程 的完成 标志着胚胎发育的开始 2 过程 受精卵 囊胚 胚层分化 胎儿 3 各个时期的特点 1 卵裂期 合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂 这个过程叫卵裂 2 桑葚胚 进行卵裂的胚胎形成致密的细胞团 形似桑葚 叫桑葚胚 幼体 受精过程 桑葚胚 原肠胚 3 囊胚 桑葚胚继续分裂 中间出现一个腔 腔内充满液体 细胞出现分化 内细胞团和滋养层 内细胞团逐渐发育成 胚盘细胞逐渐分化为三个胚层 胚层再分化为各种组织 滋养层将来发育成 随着三个胚层的分化 胚盘逐渐发育为胚体 出现 它是胚胎内部一个含有液体的囊腔 4 人体的胚胎发育可分为胚卵期 和胎儿期3个阶段 胚盘 胎膜和胎盘 囊胚腔 胚胎期 思考感悟1 为什么会出现畸形发育的 胎中胎 提示 胎中胎 是卵裂期形成的同卵双胞胎在个体发育过程中 其中一胎不正常地寄生在另一胎儿体内 是一种特殊的连体婴儿 三 胚胎工程的主要技术与应用1 体外受精技术体外受精的基本内容是人工模拟体内环境 包括营养 温度 pH等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 此技术可用于研究哺乳动物生殖细胞的发生 受精和早期胚胎发育机制等 获能 2 胚胎移植技术胚胎移植技术是指将良种母畜配种后 从其生殖道取出 移植到生理状态相同的同种母畜体内 使之继续发育成为新个体的技术 受精卵或早期胚胎 3 胚胎分割技术是用 的方法将一枚胚胎分割成二分胚 四分胚甚至八分胚 经体内或体外培养后植入受体 以得到同卵双生或同卵多生后代的技术 4 胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎 通过特殊的保护剂和降温措施 使其长期保存在超低温环境下 5 动物性别控制技术是指通过人为干预 使动物按照人们的愿望繁衍所需 的后代的技术 显微手术 性别 思考感悟2 2011年3月11日 日本发生了史上罕见的9级特大地震 造成严重的人员伤亡 物质损失 小泽先生家的养牛厂里的良种奶牛仅一头存活下来 为进行灾后重建 恢复生产 请你结合所学知识 为张先生出谋划策以快速繁殖出大量的该种优质奶牛 提示 可以取该奶牛的体细胞核利用克隆技术移植到该牛去核卵细胞中 得到自体克隆胚胎 在桑葚胚或囊胚期利用胚胎分割技术得到大量胚胎 经体内或体外培养后植入受体 从而快速繁殖出大量的该种优质奶牛 核心要点突破 特别提醒 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 而精子是从性成熟后开始的 动物精子的大小与动物的体型大小无关 下列不是精子和卵子发生的区别是 A 初级精母 卵母细胞的形成时间B 减数第一次分裂和第二次分裂的连续性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量 思路点拨 精子和卵子的发生具有不同的特点 在做题时应着重从场所 时间 过程特点 结果 是否变形这几个重要方面来考虑 尝试解答 D 解析 初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的 而初级卵母细胞是胎儿期完成的 精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的 卵子产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞 在精子和卵子的结合过程中完成减数第二次分裂 精子需精细胞变形为蝌蚪状 卵子不需要变形 成熟的精子和卵子经过减数分裂形成 都含有相当于亲本体细胞染色体数目的一半 互动探究 上述二者的区别还有哪些方面 提示 1 二者发生的场所 精子发生在睾丸的曲细精管内 卵子发生在卵巢和输卵管 2 二者产生的结果不同 精子发生的结果为一个精原细胞形成4个精子 生殖细胞 卵子发生的结果为一个卵原细胞形成1个卵子 生殖细胞 跟踪训练哺乳动物的精子和卵子在发生上的重要区别是 A 分裂方式不同B 发生时间不同C 形成子细胞的数目不同D 发生过程不同解析 选B 精子发生于动物性成熟以后 而卵细胞的初级卵泡发生于雌性动物的胚胎发育阶段 在出生后暂停发育 直至性成熟以后才继续发育 形成次级卵母细胞 如果不受精 它就会退化 如果完成受精作用 次级卵母细胞就会完成减数分裂 形成一个大的卵子和一个小的第二极体 1 精子的成熟和获能 1 精子在附睾中成熟 2 成熟的精子必须在雌性动物的生殖管道中经历一段时间才能获得受精能力 此过程叫获能 2 卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟 到减数第二次分裂中期时 才具备受精能力 3 受精过程 1 第一阶段 细胞膜融合 过程 精子获能 精子穿过透明带 精卵细胞膜结合 2 第二阶段 卵细胞完成减数分裂是受精的标志 过程 透明带发生变化不再接受其他精子进入 次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 3 第三阶段 精卵核融合 特别提醒 对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开 受精的标志是第二极体的形成 受精完成的标志是精 卵两核融合形成受精卵 卵子的细胞核和精子的细胞核不能理解成卵子 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 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 才能使其成熟 如图为成熟精子的结构示意图 请据图完成下列问题 内填号码 1 图中 顶体是由 发育来的 在受精作用时发生 反应 释放 溶解卵泡细胞之间的物质和透明带 2 由 演变而成 聚集许多 这是与 相适应的 3 获得的精子穿越放射冠和透明带 进入卵黄膜完成受精作用 会产生 两次生理反应 阻止其他精子入内 尝试解答 1 高尔基体顶体顶体酶 2 中心体线粒体尾部运动需要消耗大量能量 3 透明带反应卵黄膜封闭作用 解析 本题考查精子的结构及其各部分结构与精子各结构之间的关系 注意结构 为尾基部的线粒体鞘膜 其内聚集了很多线粒体 可为精子的运动提供能量 跟踪训练我国首例虎狮兽在南京红山动物园诞生 利用了雄虎的精子和雌狮的卵子 体外受精 而产生 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 精子进入卵细胞后随即触发一系列的自然反应 卵细胞膜发生变化 不再接受其他精子进入 阻止多个精子受精 激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂 卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵 1 概念 是指受精卵发育成幼体的过程 包括桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化和胚体形成等主要阶段 2 早期胚胎发育的几个阶段 1 卵裂期 概念 在透明带内进行的早期胚胎发育的时期称为卵裂期 特点 细胞分裂为有丝分裂 细胞的数量不断增加 但胚胎的总体积不增加 或略有缩小 2 桑葚胚 概念 当胚胎细胞数目达到32个左右时 形成的致密细胞团 形似桑葚的胚胎 特点 细胞排列紧密 属于全能干细胞 3 囊胚 细胞开始出现分化 分化为内细胞团 滋养层细胞 内细胞团将来发育为胎儿的各种组织 滋养层细胞发育成胎膜和胎盘 出现了空腔 囊胚腔 孵化 随着囊胚的扩大 导致透明带的破裂 胚胎从其中伸展出来的过程 4 原肠胚 胚层的分化 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 出现原肠腔 5 胚层分化3 人胚胎发育的基本过程 1 胚卵期 场所 在输卵管中 时间 从受精至第1周末 过程 受精卵不断地进行分裂 形成囊胚植入子宫内膜 2 胚胎期 场所 子宫内 时间 从第2周至第8周 过程 囊胚植入子宫内膜后继续发育 经过原肠胚 胚层的分化阶段直至各器官原基形成 胚初具人形 3 胎儿期 场所 子宫内 时间 从第9周开始直至到第38周胎儿出生 过程 胎儿逐渐长大 各器官 系统继续发育 4 性别决定 1 时间 受精时 2 地点 输卵管 3 决定者 参与受精 进入卵子 的精子类型 特别提醒 桑葚胚阶段前的每一个细胞和囊胚的内细胞团细胞都具有发育成完整胚胎的潜能 属于全能干细胞 2010年聊城高二检测 下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 A 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成B 卵 卵裂 原肠胚 胚层分化 胚体形成C 受精卵 囊胚 原肠胚 幼体D 受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成 尝试解答 D 解析 卵裂发生在透明带内 至孵化完成结束 而孵化发生囊胚期 故囊胚的一段时期属于卵裂期 A项错误 而受精卵经卵裂形成32个左右细胞的时候 形似桑葚 称为桑葚胚 所以其发育顺序为受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 胚层分化 胚体形成 跟踪训练如图表示高等动物的个体发育过程 下列说法中正确的是 A 图中 过程表示胚胎发育 过程表示胚后发育B 受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中 每个细胞的体积不断增大C 爬行类 鸟类 哺乳动物的原肠胚期是分化程度最高的时期D 囊胚期开始出现三胚层的分化 解析 选C 胚胎发育指受精卵发育成幼体的过程 胚后发育指幼体发育成性成熟个体的过程 受精卵卵裂形成囊胚 每个细胞的体积不断减小的主要技术与应用 原肠胚期出现三胚层的分化 1 体外受精技术 1 基本原理 人工模拟体内环境 包括营养 温度 pH等 使初级卵母细胞成熟 同时使精子获能 最终完成受精作用 并有计划地保存胚胎等 2 操作对象 哺乳动物的精子和卵子 3 操作目的 获得受精卵 4 操作环境 生物体外试管中 5 操作步骤 卵母细胞的采集和培养第一种方法 对于实验动物如小鼠 兔和家畜如猪 羊等 进行卵母细胞采集时 可先用促性腺激素处理 使其排出更多的卵子 然后在适当的时间从输卵管冲取卵子 并使其直接与获能的精子在体外受精 第二种方法 从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢 再从卵巢中采集卵母细胞 第三种方法 直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞 叫活体采卵 需借助超声波探测仪 内窥镜或腹腔镜等工具 精子采集的具体方法 主要分为假阴道法 手握法和电刺激法 精子获能的处理方法 在体外受精前 必须先对精子进行获能处理 诱导方法有 a 培养法 对于啮齿类动物 家兔和猪等动物 将取自附睾的精子 放入人工配制的获能液中 培养一段时间后 精子就可获能 b 化学诱导法 对于牛 羊等家畜 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中 用化学药物诱导精子获能 受精 获能的精子和培养成熟的卵子 一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 2 胚胎移植技术 1 概念理解 胚胎来源 a 雌性动物体内早期胚胎 b 通过体外受精和早期胚胎的培养得到 c 通过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到 对受体的要求 a 同一物种 b 与供体处于相同的生理状态 c 雌性动物 实质 是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 胚胎移植成功与否的两个重要条件 a 同种动物之间进行胚胎移植容易成功 这里的 同种 是指 同物种 b 供 受体生理状态要相同 为此必须做到 供 受体母畜同期发情 移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似 特别提醒 胚胎移植成功率的高低与供 受体生理环境条件的一致性相关 只有供 受体生理环境高度一致 移入受体的胚胎才能被接受并继续发育 胚胎移植的实质为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 供 受体的选择 供体牛选择遗传性能和生产性能优秀的个体 而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力 供体牛一般为引进的优良个体 受体牛为本地牛 同期发情是指用性激素或促性腺激素处理供 受体动物 使供 受体生殖器官的生理变化处于同步状态 为胚胎移入受体提供相同的生理环境 超数排卵是指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育 并排出多个具有受精能力的卵子的方法 3 胚胎移植的意义 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 因为正常情况下 一头牛一生可产下4 5头牛犊 但通过胚胎移植一次可产下3 4头 一生可产下数十头 是自然繁殖的十几倍到几十倍 加速品种改良 3 胚胎分割技术 1 操作手段 用显微手术的方法 主要用到实体显微镜的显微操作仪 分割胚胎 2 目的 同卵双生或同卵多生后代 提高胚胎的利用率 3 特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 4 选择的胚胎 发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚 5 分割注意事项 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 一定要注意将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 6 意义 可为转基因技术 性别控制技术 家畜育种提供有价值的材料 胚胎移植的基本过程如图 以牛胚胎移植为例 请据图回答 1 可给供体母牛注射激素 促进其超数排卵 该激素作用的靶器官是 2 分娩后产生的多个优质后代 其遗传性状是否完全相同 为什么 3 哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精 多选 A 精子获能具有差异性B 精子穿越次级卵母细胞透明带触及卵黄膜 导致透明带反应C 精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应D 精子入卵后 触发卵黄膜封闭作用 4 受精有关过程有 第一次卵裂开始 释放第二极体 顶体反应 穿越透明带 核膜消失 雌 雄细胞核融合 其正确的顺序为 填序号 受精过程的完成 标志着 的开始 5 若供体母牛具有许多优良性状 可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程 则核移植技术中获得重构卵多采用卵母细胞的原因是 尝试解答 1 卵巢 2 不完全相同 因为它们是由不同的受精卵发育而来的 3 B D 4 胚胎发育 5 体积大 易操作 含有使细胞核表达全能性的营养和物质条件 解析 1 在给供体母牛注射促性腺激素后 促性腺激素会促进雌性激素的合成和分泌 雌性激素促进生殖细胞的形成 所以作用的靶器官是雌性生殖器官卵巢 2 分娩后产生的多个优质后代其遗传性状不完全相同 因为它们是由不同的受精卵发育而来的 3 透明带反应是防止多个精子进入透明带 引起多精子受精的第一道屏障 卵黄膜的封闭作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障 4 受精过程 精卵相遇 发生顶体反应 精子穿过放射冠 精子接触透明带 精子穿过透明带 接触卵黄膜 精子头膨胀 同时次级卵母细胞完成第二次成熟分裂 释放第二极体 核膜消失 两个细胞核融合 受精过程的完成 标志着胚胎发育的开始 5 因为卵母细胞体积大 且含有激发细胞核全能性的物质 跟踪训练培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙述正确的是 A 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D 丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内 解析 选A 对小型动物而言 一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵 A项正确 乙过程为体外受精过程 B项错误 乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液 丙过程为体外胚胎培养过程 所用溶液为发育培养液 C项错误 对代孕母羊的要求只是身体健康 而对它的性状无要求 D项错误 知能过关演练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全