1、专题3 胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。3.认同胚胎工程建立及发展的意义。一二三一、精子和卵子的发生1.精子的发生(1)场所:哺乳动物精子的发生是在睾丸的曲细精管内完成的。(2)时期:从初情期到生殖机能衰退。(3)过程第一阶段,精原细胞经过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,初级精母细胞经两次分裂,产生4个含单倍染色体的精子细胞。第三阶段,精子细胞经过变形,其细胞核变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子
2、的尾,线粒体聚集于尾的基部,形成线粒体鞘,其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落。(4)哺乳动物成熟精子的形态:外形似蝌蚪,分头、颈和尾三部分。一二三2.卵子的发生(1)场所:卵子的发生是在卵巢内完成的。(2)过程动物的胚胎在性别分化以后,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞,就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,这时,它被卵泡细胞包围,形成卵泡。初级卵母细胞需经过减数分裂才能变为成熟的卵子。减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。减数第二次分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
3、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。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,这是精子和卵子在发生上的重要区别。一二三二、受精受精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。1.场所在自然条件下,受精是在雌性动物的输卵管内完成的。2.过程(1)准备阶段精子获能,即指精子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的现象。准备阶段卵子的准备,即卵子在输卵管内达到减数第二次分裂的中期时,才具备与精子受精的能力。一二三(2)受精阶段:包括精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和融合。(3)防止多精入卵的屏障透明带反应(第一道屏障):
4、精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应。卵细胞膜反应(第二道屏障):精子入卵后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再入卵。一二三三、胚胎发育1.卵裂期胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称为卵裂期。其特点是细胞进行有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,或略有缩小。2.早期胚胎发育的过程桑椹胚(细胞数目达到32个左右):该阶段前的每一个细胞都属于全能细胞一二三某同学认为:陆生生物起源于水生生物,只要将哺乳动物的卵子和精子同时放入水溶液中,自然会受精融合形成受精卵。你是否赞同?提示:不赞同。因为哺乳动物具有“精子获能”现象,在体外必须
5、有使其获能的物质,它才能与卵子结合形成合子;且卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。一二三一、精子发生和卵子发生的比较 一二三一二三二、受精作用1.受精过程中生理或结构上的变化一二三一二三2.关于受精过程的几点提示(1)成熟的生殖细胞并不代表具有受精的能力,成熟的精子必须获能后才具备受精能力(精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量),而排出的卵子本身就不是成熟的生殖细胞。(2)雌、雄原核不能理解成卵细胞、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。(3)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,即达到受精前的成
6、熟阶段。特别提醒卵子受精的标志受精完成的标志。卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。一二三三、早期胚胎发育的过程受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。题型一题型二题型三题型一 精子、卵子的发生【例1】分析下图,判断以下哪一项不是精子、卵子发生的区别()A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间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量题型一题型二题型三解析:初级精母细胞是雄性动物在初情期开始后,才由精原细胞分裂形成的,而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中,M和M是连续的,而卵子的产生是先通过M
7、形成次级卵母细胞,之后在精子与卵子的结合过程中才完成M。精细胞形成后变形为蝌蚪状,卵子不需要变形。成熟的精子和卵子都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。答案:D题型一题型二题型三题型二 体内受精过程【例2】下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是()A.精子和卵细胞相遇即可发生受精作用B.排卵就是排出成熟卵细胞的过程C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成D.卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体解析:精子必须获能后才能受精,卵细胞成熟后才可与获能的精子受精;卵细胞形成时的分裂过程分两个阶段,未排卵之前是在卵巢进行的,排卵之后减数分裂的继续完成则是在输卵管
8、中进行。答案:D题型一题型二题型三题型三 哺乳动物胚胎发育过程【例3】以下关于桑椹胚的说法,不正确的是()A.胚胎细胞达到32个左右,形似桑椹B.每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,即每个细胞都具有全能性C.良种母牛体内的桑椹胚细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛,性别一定为雌性D.是由受精卵经有丝分裂产生的题型一题型二题型三解析:当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫做桑椹胚。实验证实,这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的。故A、B、D三项正确。良种母牛体内的桑椹胚是由受精卵发育而成的,受精卵经有丝分裂形成的各细胞基因型相同,由它们克隆而成的小牛性别也相同,但不一定都是雌性,这要视一开始此受精卵的情况而定。若受精卵的性染色体组成为XY,则为雄性;若受精卵的性染色体组成为XX,则为雌性。答案:C反思领悟哺乳动物桑椹胚的主要特点:桑椹胚的细胞数在32个左右,细胞排列致密,形似桑椹,由具有发育全能性的细胞构成。
