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专题3胚胎工程胚胎工程胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。操作对象：早期胚胎和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等一、精子的发生(3)过程：(1)场所:(2)时期:睾丸初情期生殖机能衰退分三个阶段精原细胞形成成熟精子的过程第１阶段—初级精母细胞的形成精原细胞多个初级精母细胞数次有丝分裂多个精原细胞染色体复制和其他物质的合成（3）精子发生的过程初级精母细胞次级精母细胞精子细胞MⅠMⅡ减数分裂第2阶段—精子细胞的生成（4）精子发生的过程线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?线粒体高尔基体A、顶体的发生发育中的顶体发育中的尾(中心体)B、尾的的发育C、精子头的出现D、细胞质浓缩E、精子的形成原生质滴尾线粒体鞘顶体第３阶段：精子细胞变形成精子精子细胞变形小结1.细胞核——2.高尔基体——3.中心体——4.线粒体——5.细胞内其他物质——精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落)精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段减数分裂第三阶段细胞变形MⅡ多个精原细胞染色体复制变形（3）精子发生的过程（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（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。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（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。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：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”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？二、卵子的发生(1)发生部位：卵巢(2)发生时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。卵原细胞形成成熟卵细胞的过程称为卵子发生卵泡的发育卵原细胞联会四分体初级卵母细胞第一极体第二极体卵细胞次级卵母细胞自主阅读：１.理清卵子的形成过程（借助减数分裂知识）２.注意新的专业术语指向和理解３.注重卵子形成与精子形成的差异卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞第二极体卵子退化消失（3）卵子的发生过程MⅡ排卵前后完成受精被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿期初情期后卵子受精的重要标志：在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。卵巢输卵管家畜卵子发生和成熟示意图哺乳动物卵泡的形成和卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。场所开始时间增殖方式子细胞数目变形重要区别精子卵子睾丸卵巢输卵管初情期以后性别分化以后先有丝分裂后减数分裂同上4个精子细胞1个卵细胞3个极体变形不变形哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；而精子是从初情期开始的1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？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？答：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。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。4.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？相似点：1.最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；2.经过两次减数分裂（MⅠ和MⅡ）才形成精子和卵子。不同点：1.一个精原细胞产生多个精子；一个卵原细胞产生一个卵子；2.精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。三、受精1、概念:2、标志:3、场所: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、过程受精前的准备阶段受精阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备准备阶段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达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。受精阶段:1.精子穿越放射冠和透明带（1）.顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。（2）.穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。穿过透明带：几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障2.精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障3.精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用：是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子4.原核形成：雄原核形成和雌原核形成5.配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精完成标志精子进入卵子后,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。小结受精阶段包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。哺乳动物受精过程示意图1)精子穿越放射冠和透明带顶体反应透明带反应(第一道屏障)2)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道屏障）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精的意义•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。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：受精卵囊胚期原肠胚期（包括内、中、外三幼体卵裂（包括2细胞期、4细胞期、8细胞、16细胞期、32细胞期）胚层和原肠腔）四、胚胎发育请注意：应明确卵裂的起点，方式，特点。分裂球细胞的特点。1、卵裂期的特点：受精卵卵裂期桑椹胚：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，DNA增多，有机物减少。：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：最初发育在输卵管进行有丝分裂2、早期胚胎发育的几个阶段桑椹桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）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2、早期胚胎发育的几个阶段囊胚期滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，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，能发育成完整的胚胎滋养层内细胞团囊胚的形成原肠胚（内含原肠腔）滋养层外胚层中胚层内胚层2、早期胚胎发育的几个阶段受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层———————内胚层——中胚层——原肠胚胚的发育：按照一定的次序向内运动受精卵——卵裂——囊胚原肠胚的形成受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：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。：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：最初发育在输卵管进行有丝分裂滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔早期胚胎发育的几个阶段小结经过种种障碍的精子终于与卵子相遇精子试图进入卵子瞬间此时,精子的头已经钻进去了,我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。精子试图进入卵子瞬间受精第一天卵裂期卵裂期桑椹胚囊胚︱胚卵期囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束受精后8天。胚牙完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。孕四周受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。人类胚胎第8周时在子宫内的照片此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映。巩固练习1．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠A．①②B．②③C．③④D．②④2．在受精过程中（）①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生A．①②⑤B．①④⑤C．②③④D．②④⑤BB当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期D.减数第二次分裂结束成熟关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是()(多选)A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。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→原肠胚→囊胚→组织器官的分化B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化C.受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化