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3.1 体内受精和早期胚胎发育课堂探究探究点一 精子和卵子的发生问题导引牛、马、羊等哺乳动物的生殖方式为有性生殖，生殖的第一步是产生有性生殖细胞即精子和卵子。思考：（1）产生精子和卵子的器官和细胞分裂方式分别是什么？（2）精子和卵子的形成过程分别开始于动物的哪一年龄段？提示：（1）产生精子和卵子的器官分别是睾丸和卵巢。产生精子和卵子的细胞分裂方式是减数分裂。（2）精子的形成过程开始于雄性动物的初情期，卵子的形成过程开始于雌性动物发育的胎儿时期。名师精讲1精子的发生（1）场所：哺乳动物雄性个体睾丸的曲细精管。（2）时期：从初情期（相当于人的青春期）开始，直到生殖机能衰退。（3）过程：家畜精子发生的过程大体可以分为三个阶段，如下图所示。第一阶段：初级精母细胞的形成。位于曲细精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞，然后进行数次有丝分裂，产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成，进一步形成初级精母细胞。第二阶段：精子细胞的形成。初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括M和M）：一个初级精母细胞两个次级精母细胞四个含单倍染色体的精子细胞。第三阶段：精子细胞变形为精子，如下所示。精,子,细,胞精子（包括,头、颈、尾）对于多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。2卵子的发生（1）场所：卵巢和输卵管。（2）时期：胎儿期和初情期后。哺乳动物在出生前（即胎儿时期）完成卵泡的形成和在卵巢内的储备，到性成熟时经减数分裂形成卵子。（3）过程。第一阶段初级卵母细胞形成阶段雌性胎儿卵巢内的卵原细胞可以通过有丝分裂的方式不断增加其数量，并进一步演变为初级卵母细胞，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。第二阶段初级卵母细胞分裂形成卵子阶段初级卵母细胞需经过减数分裂才能变为成熟的卵子。减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成，结果是产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。（4）卵子受精的标志：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，这是判断卵子是否受精的重要标志。3精子和卵子发生过程的比较项目精子的发生卵子的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（内含初级卵母细胞）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的；M是在精子和卵子结合过程中完成的区别过程特点M和M是连续的，需变形细胞质均等分配M和M是不连续的，不需要变形细胞质不均等分配结果每个精原细胞形成4个精子细胞每个卵原细胞形成1个卵细胞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过一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半特别提醒 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，而精子的形成是在动物的初情期后才在曲细精管内发生的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。【例题1】 下列不属于精子和卵子发生的区别的是（）A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和M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解析：初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞的发生是在胎儿期完成的；精子的产生在M和M连续进行，卵子通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵子结合的过程中完成M；精子细胞形成后需要经过变形，卵子不需要变形；成熟的精子和卵子都是经过减数分裂形成的，都含有相当于亲本体细胞染色体数目一半的染色体。答案：D探究点二 受精过程和早期胚胎发育的过程问题导引春回大地，草长莺飞，丝绦拂堤，处处洋溢着和暖的气息，奏响着和谐的旋律，演绎着动人的画面！随着春日气温的回升和日照时间的延长，可爱的小动物们忙起了“谈情说爱”，为它们家族的繁衍尽心尽职。思考：（1）动物交配后，精子与卵细胞在生殖系统的什么部位相遇受精？（2）受精过程中的精子无异于千军万马向卵细胞发起冲锋，但卵细胞最终只与一个精子结合。卵细胞能够阻止多精入卵的机制是什么？（3）简述受精的大致过程。（4）受精形成的受精卵是胚胎和新个体发育的起点，简述早期胚胎发育的几个阶段。提示：（1）输卵管。（2）透明带反应和卵细胞膜反应。（3）精子穿越放射冠和透明带精子进入卵细胞膜雌、雄原核形成雌、雄原核结合。（4）受精卵2细胞4细胞8细胞桑椹胚囊胚原肠胚。名师精讲1受精（1）过程。准备阶段：本阶段又分为准备阶段1（精子获能）、准备阶段2（卵子的准备）两个阶段。a准备阶段1：刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。b准备阶段2：卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。受精阶段。哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，雌、雄原核形成和融合。具体过程如下：过程主要变化获能后的精子穿越放射冠精子获能后，与卵子相遇时发生顶体反应，使顶体内的酶释放出来，精子所释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路穿越透明带精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借助自身运动穿越透明带进入卵细胞膜精子与卵细胞膜接触，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，精子外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵形成原核精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后，被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核配子结合雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成含二倍染色体的合子（即受精卵）（2）受精过程涉及的基本概念。顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称为透明带反应，是防止多精入卵受精的第一道屏障。卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。2早期胚胎发育（1）最初发育场所及分裂方式。最初发育场所：输卵管。分裂方式：有丝分裂。（2）胚胎发育过程。胚胎发育卵裂期：受精卵不断进行有丝分裂（即卵裂），细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小。桑椹胚及其以前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。囊胚期：具有囊胚腔、滋养层、内细胞团（如图）。囊胚.囊胚腔：是指囊胚中的空腔，是由于卵裂球的细胞继续分裂，细胞间出现的间隙所形成的。.滋养层：a存在部位：沿透明带内壁扩展排列的、个体较小的细胞。b发育方向：将来发育为胎膜和胎盘。.内细胞团：a存在部位：聚集在胚胎一端，个体较大的细胞。b特点：是胚胎干细胞，未分化，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有器官和组织。原肠胚原肠胚时期的细胞进一步发育，内细胞团表层细胞形成外胚层，进一步发育成神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构；下方的细胞形成内胚层，进一步发育成肝、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。特别提醒 胚胎发育开始于受精卵，结束于胎儿出生，其场所是输卵管和子宫。未分化或分化细胞所占比例比较小的胚胎才可以成为胚胎工程的操作对象（例如桑椹胚、囊胚等），原肠胚由于定向分化的细胞所占比例比较大，不再是胚胎工程的操作对象。【例题2】 下列有关胚胎发育的叙述，错误的是（）A受精过程的结束即胚胎发育的开始B胚胎发育的初期是在输卵管中进行的C桑椹胚期的胚胎从透明带中伸展出来，称孵化D内细胞团表层的细胞形成外胚层解析：囊胚期出现了囊胚腔，囊胚进一步扩大，会导致透明带的断裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为孵化。答案：C
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