人教版教学吉林省扶余一中高二生物31体内受精和早期胚胎发育省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页序言序言序言序言 通常情况下，一只母羊一胎只生通常情况下，一只母羊一胎只生通常情况下，一只母羊一胎只生通常情况下，一只母羊一胎只生1-21-21-21-2只羔羊。畜牧业生产上需要只羔羊。畜牧业生产上需要只羔羊。畜牧业生产上需要只羔羊。畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊数量。怎样才能提升羊繁殖速率呢？快速增加高产肉羊或奶羊数量。怎样才能提升羊繁殖速率呢？快速增加高产肉羊或奶羊数量。怎样才能提升羊繁殖速率呢？快速增加高产肉羊或奶羊数量。怎样才能提升羊繁殖速率呢？能不能在体外取得高产肉羊或奶羊大量胚胎，再分别移植到能不能在体外取得高产肉羊或奶羊大量胚胎，再分别移植到低产母羊体内，以取得多个高产羊呢？低产母羊体内，以取得多个高产羊呢？经过胚胎工程迅猛发展，这一构想正在变为现实。你看，经过胚胎工程迅猛发展，这一构想正在变为现实。你看，一只优异高产肉羊，经采取胚胎移植技术处理，一次出生了这一只优异高产肉羊，经采取胚胎移植技术处理，一次出生了这么多羔羊！么多羔羊！胚胎工程应用当然不但限于羊，牛等家畜养殖，在人类胚胎工程应用当然不但限于羊，牛等家畜养殖，在人类生殖和医药卫生方面一样能够发挥主要作用。生殖和医药卫生方面一样能够发挥主要作用。第2页一、阅读书本，完成自学导引：一、阅读书本，完成自学导引：二、胚胎工程概念：二、胚胎工程概念：胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行各种显微操作和处理技术，如所进行各种显微操作和处理技术，如胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养细胞培养等技术。经过处理后取得胚胎，等技术。经过处理后取得胚胎，还需要移植到还需要移植到雌性雌性动物体内生产后代，动物体内生产后代，以满足人类各种需求。以满足人类各种需求。第4页操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术伎俩技术伎俩：胚胎移植、体外受精、：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础理论基础：哺乳动物受精卵和早期胚胎：哺乳动物受精卵和早期胚胎 发育规律发育规律第5页胚胎工程建立胚胎工程建立一一.胚胎移植技术研究胚胎移植技术研究 胚胎移植技术胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可成为许多胚胎工程不可 缺乏基础步骤。缺乏基础步骤。二二.胚胎移植技术成功和应用带动和加速了胚胎移植技术成功和应用带动和加速了体体外受精技术外受精技术研究。研究。三三.胚胎移植和体外受精使胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别判胚胎分割、性别判定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞 培养培养等技术应运而生。等技术应运而生。第6页专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程第7页一一.精子和卵子发生精子和卵子发生（1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸（2 2）时间：）时间：初情期初情期生殖机能衰生殖机能衰老老1.1.精子发生精子发生第8页精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形第9页精子细胞变形中主要改变：精子细胞变形中主要改变：1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其它物质细胞内其它物质精子头主要部分精子头主要部分头部顶体头部顶体精子尾精子尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾基部尾基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最最终脱落终脱落)第12页 提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，能够说是动物为繁殖后代、延续物种一个生理能够说是动物为繁殖后代、延续物种一个生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精保障机制；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，并部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最终抵达受精部位精子大量损耗。最终抵达受精部位（输卵管）精子只剩百余个，与卵子（输卵管）精子只剩百余个，与卵子完成受精完成受精只有一个。只有一个。1.1.家畜每次射精排出精子数以亿计，家畜每次射精排出精子数以亿计，不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？第13页 提醒：细胞核是精子遗传物质提醒：细胞核是精子遗传物质储存储存和和复制复制场所，也是参加精、卵结合和后代遗传特征与场所，也是参加精、卵结合和后代遗传特征与细胞代谢活动控制中心细胞代谢活动控制中心。而线粒体则是有氧呼。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量场所。精子线粒体集中于尾基吸产生运动能量场所。精子线粒体集中于尾基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生部形成线粒体鞘膜，是精子维持生 存和运动能存和运动能量量“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。2.2.精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾基部？基部？第14页2.2.卵子发生卵子发生(1)(1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢(从第一次月经到绝经从第一次月经到绝经）(2)(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物时间：减数第一次分裂是在雌性动物排排卵前后卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程完成。子结合过程完成。第15页第16页排卵排卵第17页卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失（3 3）卵子发生过程）卵子发生过程M排卵前后排卵前后完成完成在受精在受精过程完过程完成成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎儿时期完成胎儿时期完成第19页卵子受精标志：卵子受精标志：当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带间隙能够观间隙能够观察到察到两个极体两个极体时，说明卵子已经完成时，说明卵子已经完成了受精。了受精。注意：注意：1.区分受精标志和受精完成标志区分受精标志和受精完成标志 2.精子和卵子发生区分精子和卵子发生区分第20页 哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或不一样点？相同点或不一样点？相同点：相同点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不停增加生殖原细，不停增加生殖原细胞数量；经过胞数量；经过两次减数分裂两次减数分裂（MM和和MM）才才能形成精子和卵子。能形成精子和卵子。不一样点：不一样点：一个精原细胞一个精原细胞多个精子；一个卵原细胞多个精子；一个卵原细胞一一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵泡形成和在卵巢内贮备是胎儿出生前乳动物卵泡形成和在卵巢内贮备是胎儿出生前完成而精子是雄性动物初情期产生。完成而精子是雄性动物初情期产生。第21页1.1.一个卵泡中能形成几个成熟卵子？一个卵泡中能形成几个成熟卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位与精子受精？与精子受精？答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到减数第二次分裂减数第二次分裂中期中期才能与精子结合完成受精过程。排出卵才能与精子结合完成受精过程。排出卵子是在子是在输卵管输卵管内与精子受精。内与精子受精。答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟卵成熟卵子。子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。第22页巩固练习巩固练习1.1.以下不属于胚胎工程是：以下不属于胚胎工程是：（）A.A.体外受精体外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植胚胎分割、胚胎移植C.C.胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 D.D.转基因鲤鱼培育转基因鲤鱼培育 2.2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两对两对同源染色体，它形成含有同源染色体，它形成含有ABAB配子有配子有 （）A.1 A.1个个 B.0B.0或或1 1个个 C.2 C.2个个 D.4D.4个个DB第23页二、受精二、受精1.1.概念：是概念：是精子精子和和卵子结合卵子结合形成合形成合子（即受精卵）过程。子（即受精卵）过程。2.2.场所：场所：输卵管输卵管第24页一一)受精前准备阶段受精前准备阶段:1)1)精子获能精子获能:精子必须在雌性动物精子必须在雌性动物生殖道发生殖道发生对应生理改变后生对应生理改变后,才取得受精能力生理才取得受精能力生理现象现象.2)2)卵子准备卵子准备:在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二次减数第二次分裂中期分裂中期,才含有与精子受精能力才含有与精子受精能力3.3.过程：过程：第25页二二)受精阶段受精阶段:1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 顶体反应顶体反应使顶体内酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细使顶体内酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞胞 透明带反应透明带反应是预防多精入卵受精是预防多精入卵受精第一道屏障第一道屏障2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是预防多精入卵受精是预防多精入卵受精第二道屏障第二道屏障3)3)原核形成：原核形成：雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成4)4)配子结合：配子结合：雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子(受精卵受精卵)第26页穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。第30页 几个精子同几个精子同时分解透明带，时分解透明带，但只有一个精子但只有一个精子能穿过透明带进能穿过透明带进入卵子内，当第入卵子内，当第一个精子进入后，一个精子进入后，透明带穿透性就透明带穿透性就马上发生改变，马上发生改变，从而阻止其它精从而阻止其它精子穿越透明带。子穿越透明带。穿过透明带：穿过透明带：第31页 精子进入卵精子进入卵子后子后,其细胞核其细胞核变大到和卵子细变大到和卵子细胞核相同胞核相同,精子精子细胞核细胞核(雄原核雄原核)和卵子细胞核和卵子细胞核(雌雌原核原核)同时向细胞同时向细胞中部靠拢中部靠拢,并相并相互融合成一个细互融合成一个细胞核胞核,这时称受这时称受精卵。精卵。形成受精卵：形成受精卵：第32页4.4.意义意义维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染染色体数目标恒定色体数目标恒定 ；对于生物遗传；对于生物遗传和变异十分主要。和变异十分主要。第33页充满活力精子充满活力精子第34页此时经过种种障碍精子终于与卵子相遇，卵子外膜成此时经过种种障碍精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破关卡。此时，精子们把头为它们第一道需要攻破关卡。此时，精子们把头 钻到卵子外壁上，尾巴不停拍打着，卵子钻到卵子外壁上，尾巴不停拍打着，卵子 则伴随精子尾部运动迟缓地逆时针转动。则伴随精子尾部运动迟缓地逆时针转动。卵子外层被一卵子外层被一层透明薄膜保层透明薄膜保护着，这使它护着，这使它看起来像一个看起来像一个悬浮在天体中悬浮在天体中漂亮星球。漂亮星球。第35页经过种种障碍精子终于与卵子相遇经过种种障碍精子终于与卵子相遇第36页精子试图进入卵子精子试图进入卵子 第37页 此时此时,精子头已经钻进去了精子头已经钻进去了,我们还能够看我们还能够看 到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。第38页第39页受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不停进行有丝分裂，细胞数量不停增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。：由含有全能性细胞组成，细胞数在由含有全能性细胞组成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂三三.胚胎发育胚胎发育滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔第40页桑椹胚桑椹胚：细胞细胞32个左右含有全能性个左右含有全能性 卵裂期：细胞有丝分裂数量增但体积卵裂期：细胞有丝分裂数量增但体积不增或略有缩小不增或略有缩小囊胚：内细胞团囊胚：内细胞团发育成各种组织发育成各种组织，滋养层滋养层胎膜和胎盘胎膜和胎盘第41页胚胎发育胚胎发育外胚层外胚层表皮及其从属结构表皮及其从属结构神经系统和感觉器官神经系统和感觉器官中胚层中胚层脊索，真皮，肌肉脊索，真皮，肌肉，内脏器官外膜，排泄系统。内脏器官外膜，排泄系统。生殖系统，循环系统生殖系统，循环系统。内胚层内胚层消化道上皮，呼吸道上皮。消化道上皮，呼吸道上皮。腺体腺体如肝和胰如肝和胰第42页 受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 着陆着陆,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。第43页 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎星期，人形已隐约可见。这时，胚胎心跳每分钟心跳每分钟140150140150下是母亲心跳两倍。下是母亲心跳两倍。第44页人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内照片周时在子宫内照片 第45页第46页第47页第48页第49页第50页 此时胎儿已长到此时胎儿已长到2020周周，他移动手臂，把手指他移动手臂，把手指 放在唇边，这能够促进它对吮吸反应放在唇边，这能够促进它对吮吸反应 。第51页第52页胚后发育胚后发育 直接发育：幼体直接发育：幼体身体长大身体长大生殖器官成熟生殖器官成熟成体成体 变态发育：幼体变态发育：幼体形态结构和生活习性在形态结构和生活习性在短时间内发生显著改变短时间内发生显著改变成体（蛙、成体（蛙、昆虫等）昆虫等）第53页影响发育原因影响发育原因 内因：遗传信息内因：遗传信息 外因：环境（温度、水、氧气、营养等）外因：环境（温度、水、氧气、营养等）第54页1.1.表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.2.将体外培养马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么将体外培养马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段胚胎？假如换成牛又该怎样处理？阶段胚胎？假如换成牛又该怎样处理？资料分析资料分析 答：马胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段胚胎。牛在自然情况下，胚答：马应选择囊胚阶段胚胎。牛在自然情况下，胚胎即使最早可在胎即使最早可在8 81616细胞阶段进入子宫，但为了提细胞阶段进入子宫，但为了提升移植后胚胎发育率和妊娠率，在实践中通惯用发升移植后胚胎发育率和妊娠率，在实践中通惯用发育到囊胚阶段胚胎进行移植。育到囊胚阶段胚胎进行移植。第55页3.3.为何说关于动物体内受精和胚胎发育研究，会为为何说关于动物体内受精和胚胎发育研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提醒：胚胎工程许多技术都是在了解哺乳动物提醒：胚胎工程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基础上实现。本节自然条件下受精和早期胚胎发育基础上实现。本节包括哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件包括哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下特点和规律，下特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律基人们正是在认识了这些自然规律基础上，在体外进行有效模拟，才使卵母细胞能在体础上，在体外进行有效模拟，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工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然，这些都有赖于体内自然条件下基础研究结果。条件下基础研究结果。第56页