2016-2017学年高二生物人教版选修三同课异构课件：3-1 体内受精和早期胚胎发育 1 .ppt

1、专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育探究1 胚胎工程概念与精子、卵子的发生【研读教材自主认知】1.胚胎工程概念:(1)操作对象:动物_或配子。(2)处理技术:如体外受精、_、_、胚胎干细胞培养等。(3)实质:在体外条件下,对_进行的模拟操作。早期胚胎胚胎移植胚胎分割动物自然受精和早期胚胎发育条件2.精子和卵子的发生:(1)精子的发生。场所:_内。时期:从_开始,直到_。过程:睾丸初情期生殖机能衰退有丝分裂MM变形精子的变形(包括头、颈、尾):精子细胞精子细胞核_高尔基体_中心体_线粒体_其他物质_(最后脱落)头的主要部分头部的顶体尾线粒体鞘原生质滴精子的形状:外形似蝌蚪,分_、_、_

2、三大部分。头颈尾(2)卵子的发生。场所:_、输卵管。时期:_以后。卵巢性别分化过程:胎儿期初级卵母细胞初情期后卵巢输卵管【合作探究核心归纳】1.精子的发生:(1)精子的形成为什么划分为三个阶段?提示:三个阶段对应不同的过程,精原细胞形成初级精母细胞;含单倍染色体精子细胞的形成;精子细胞变形成为精子。(2)精子变形时,细胞中很多结构都会消失,为什么细胞核和线粒体会保留下来?提示:细胞核是精子遗传物质的储存场所,而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所。2.卵子的发生:(1)一个卵泡中能形成几个卵子?提示:一个初级卵母细胞被卵泡细胞包围,形成一个卵泡,所以一个卵泡中只能形成一个卵子。(2)排

3、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。(3)刚排出的卵子是成熟的卵子吗?提示:刚排出的卵子尚未完全成熟,有的处于减数第一次分裂时期,如马;有的处于减数第二次分裂时期,如羊、猪。(4)精子和卵子在什么部位结合?结合的标志是什么?提示:精卵在输卵管内结合。结合的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。3.精子和卵子发生的比较:(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的吗?为什么?提示:不是。精子的发生从初情期开始,而卵子的发生在动物胚胎性别分化以后就开始。(2)精子和卵子的发生场所有什么不同?提示:精子发生的三个阶段都在睾丸的曲细精管内,卵子发生的场所不唯一

4、,M在卵巢中,M在输卵管中。【归纳总结】精子和卵子发生的比较项目精子发生卵子发生区别场所睾丸曲细精管卵巢(M)、输卵管(M)时间初情期后性别分化后开始,卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的,减数第二次分裂是在精子和卵子结合的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配M和M是不连续的,不需变形细胞质不均等分配结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体相同点原始生殖细胞的增殖为有丝分裂产生精子和卵子的方式均为减数分裂。该过程中均经过一次染色体复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半【过关小练即时应用】1.下列不是精子、卵子发生的区别的是()A.初级精母、卵母细

5、胞的形成时间B.M和M的时间连续性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目【解题指南】解答本题需要明确以下两点:(1)精子、卵子发生的时间不相同。(2)减数分裂产生的精子细胞要经过变形才得到精子。【解析】选D。初级精母细胞是雄性动物初情期开始后,才由精原细胞形成的,而初级卵母细胞在胎儿性别分化以后就形成了;精子产生时M和M是连续进行的,卵子产生时通过M形成次级卵母细胞,在精子与卵子的结合过程中才完成M;精子细胞形成后变形为蝌蚪状,卵子不需变形;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一半的染色体数目,即精子、卵子中染色体数目相同,故D项所述不是两者的区别。2.

6、下图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题:(1)图中A是,B是,E(过程)是指,阶段C是指个体发育的(时期),阶段D是指个体发育的_(时期)。(2)卵子受精的标志是。(3)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是(填序号)。(4)阶段存在的变异方式是。【解题指南】解答本题的关键:卵子形成的过程及每个阶段发生的时期。【解析】题图为卵子发生及受精过程,依据所学可知:(1)卵原细胞经有丝分裂增殖,并进一步演变成初级卵母细胞,直到初情期排卵前后再进行M,形成次级卵母细胞和第一极体,M发生在精子和卵子结合的过程中,形成合子和第二极体。(2)卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体。(3)

7、着丝点分裂发生在有丝分裂后期或M后期。(4)有丝分裂过程中可以发生基因突变和染色体变异两种变异。答案:(1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后(2)在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体(3)(4)基因突变、染色体变异【补偿训练】有关哺乳动物精子和卵子发生过程的叙述,正确的是 ()A.细胞内的其他物质浓缩为球体,叫做原生质滴,原生质滴中存在中心体B.线粒体鞘内包裹着线粒体,可以为精子尾部的运动提供能量C.刚排出的卵子还未成熟,其受精作用在子宫内完成D.排卵就是指卵泡从卵巢中排出【解析】选B。精子变形过程中细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,中心体变成精子的尾,A项错误;线粒体鞘是由线粒体转变成

8、的,可以为精子的尾部运动提供能量,B项正确;刚排出的卵子未成熟,需发育到减数第二次分裂中期才具有受精能力,受精作用的场所是输卵管,C项错误;排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出,D项错误。探究2 受精【研读教材自主认知】1.场所:_。2.受精过程:(1)受精前的准备阶段。精子获能:精子在_的生殖道内获能。卵子的准备:在输卵管中发育到_,才具备与精子受精的能力。输卵管雌性动物减数第二次分裂的中期(2)受精阶段:顶体透明带卵细胞膜反应【合作探究核心归纳】1.准备阶段:刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗?为什么?提示:不能。精子要获能后才具有受精能力,卵子必须进一步成熟到减数第

9、二次分裂中期才能受精。2.受精过程:(1)标出下图中各结构的名称:精子放射冠透明带卵细胞膜(2)防止多精入卵的屏障有哪些?提示:两道屏障防止多精入卵:透明带反应、卵细胞膜反应。(3)受精完成的标志是什么?提示:雌、雄原核融合形成合子标志着受精完成。【归纳总结】1.受精过程中生理或结构上的变化:过程主要变化获能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,顶体内的酶释放出来,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,精子借自身运动穿越透明带过程主要变化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

10、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合子形成雌、雄原核充分发育后,相向移动,彼此接触,二者体积缩小、合并,形成一个含二倍染色体的合子(即受精卵)2.生殖细胞的形成及受精作用的三点提醒:(1)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。(2)卵子形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂在受精时完成,达到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力。(3)受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体,而受精完成的标志为雌、雄原核的融合。【

11、过关小练即时应用】1.(2015四川高考)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后,顶体膜与精子细胞膜融合,释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C.顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方【解题指南】(1)题干关键信息:“溶酶体特化”“细胞膜融合”。(2)关键知识:蛋白质的生物合成、细胞的能量供应、生物膜的流动性、受精作用。【解析】选B。本题考查动物受精作用的相关知识。A项,溶酶体酶的化学本质是蛋白质,由核

12、糖体合成,故错误。B项,有氧呼吸(场所为细胞质基质和线粒体)可为精子游动提供能量,故正确。C项,顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的流动性,故错误。D项,受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方,而细胞质中的遗传物质大部分来自母方,故错误。2.下图是某种哺乳动物的生殖和发育的过程图解,请据图回答:(1)写出A、B所示生理过程的名称:A;B。(2)在A过程中卵子的形成需要经过两次分裂,第一次减数分裂是在雌性动物前后完成的,第二次减数分裂是在过程中完成的;精子细胞需变形才能成为成熟的精子,精子细胞的_变为精子头部的主要部分,发育为精子头部的顶体,演变为精子的尾。(3)B过程是在雌性动物的中

13、完成的。精、卵结合过程中,阻止多精子入卵的两道屏障分别是和。(4)在C过程中,细胞分裂的方式是分裂,在发育过程的_时期,胚胎突破透明带。【解析】(1)A过程表示雌雄个体通过减数分裂产生卵子和精子的过程;B过程表示精卵结合形成合子的过程,即受精作用。(2)卵子形成过程中,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,减数第二次分裂发生在精、卵结合的过程中。精子细胞变形为精子的过程中,细胞核变为精子头部的主要部分,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾。(3)精卵结合是在输卵管中完成的;阻止多精子入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(4)胚胎发育时期的细胞分裂是有丝分裂;而当早期胚胎

14、发育到囊胚时期,胚胎突破透明带。答案:(1)减数分裂 受精作用(2)排卵 精、卵结合 细胞核 高尔基体 中心体(3)输卵管 透明带反应 卵细胞膜反应(4)有丝 囊胚【互动探究】精子细胞变形为精子,各部分在受精中有何作用?提示:顶体:顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路。头:精卵结合后,控制遗传特性和代谢活动。尾:运动,使精子穿越放射冠、透明带到达卵细胞膜。线粒体鞘:为尾部运动提供能量。【补偿训练】受精过程的顺序为()第一次卵裂开始 释放第二极体 顶体反应穿越透明带 雌、雄原核的形成 雌、雄原核融合A.B.C.D.【解析】选B。受精过程的顺序为:精子穿越放射冠(依靠顶体反应),穿过透明带,进

15、入卵细胞膜,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,精子形成雄原核;然后配子结合形成合子(雌、雄原核融合)。探究3 胚胎发育【研读教材自主认知】1.卵裂期特点:(1)细胞分裂方式为_。(2)细胞的数量不断_。(3)胚胎的总体积_,或略有_。有丝分裂增加并不增加缩小2.早期胚胎发育的几个阶段及特点:32个全能分化 内细胞团滋养层细胞表层内胚层原肠腔【合作探究核心归纳】1.早期胚胎发育的过程:用箭头和文字表述早期胚胎发育依次经历哪些时期,哪个时期开始出现分化。提示:受精卵卵裂期桑椹胚囊胚(开始分化)原肠胚。2.卵裂期特点:根据卵裂期的特点分析,卵裂期每个细胞体积、有机物总

16、量、有机物种类如何变化。提示:每个细胞体积减小,有机物总量减少,有机物种类增加。【精讲精析】卵裂期细胞各部分的变化项 目变 化细胞数量增加每个细胞体积减小DNA总量增加每个细胞内的DNA总量不变有机物总量减少项 目变 化物质种类增加所含能量减少【归纳总结】早期胚胎发育过程中两个易错点(1)误认为卵裂期DNA总量增加,细胞数量增加,胚胎体积就增大。细胞数量虽然增加,但由于不从外界获取营养物质,因此胚胎总体积并不增大或略有缩小,每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小。(2)误认为细胞分化只发生在胚胎发育早期。在胚胎发育过程中,细胞分化是从囊胚期开始的,原肠胚阶段是早期胚胎发育中分化程度最高的阶段,细

17、胞分化贯穿在整个个体发育过程中。【过关小练即时应用】1.(2014江苏高考)下列关于蛙胚胎发育过程的叙述,正确的是 ()A.通过细胞分裂不断增加细胞数量,并在一定时期发生细胞分化B.胚胎发育过程中细胞不断分裂,但不发生凋亡C.随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断增加D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加【解题指南】关键知识:蛙是卵生动物,胚胎发育需要的营养物质只来自受精卵,不从外界获取。【解析】选A。本题考查动物胚胎发育的过程。受精卵通过细胞分裂增加细胞数量,囊胚期细胞开始出现分化,到原肠胚的时候,细胞分化达到最大程度,故A正确;胚胎发育过程中细胞不断分裂,也会发生细胞

18、的凋亡,故B错误;随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断减少,故C错误;发育过程中蛙胚从环境中获得氧气,但是营养物质全部来自受精卵,故D错误。2.下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题:(1)写出各个阶段的名称:A.,B.,C.。(2)写出图中各标号的名称:2,4,5,7,8。(3)A阶段的细胞具有发育上的性,B阶段开始出现_,C阶段开始出现。(4)2将来发育成。【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)根据图示判断出A、B、C各属于胚胎发育的哪个时期,然后再分析各时期的特点。(2)明确桑椹胚期胚胎为致密的细胞团,而囊胚期和原肠胚期分别出现囊胚腔和原肠腔。【解析】(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层,2是内细胞团,3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)桑椹胚细胞具有全能性;囊胚开始出现细胞分化,已分化为滋养层和内细胞团;原肠胚已有胚层分化,如分化为外胚层、内胚层等。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织,滋养层将发育为胎膜和胎盘。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