1、第三章胚胎工程第一节动物胚胎发育的基本过程1简述动物胚胎发育的基本过程。(重点)2简述胚胎工程的理论基础。(难点)受 精1含义精子与卵细胞结合形成受精卵的过程。2场所哺乳动物及人的受精部位一般发生在输卵管上段。3过程4.意义对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传都具有重要意义。5实质受精的实质是精子的精核和卵细胞的卵核融合的过程。探讨：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：不是。可以从两方面说明这一问题：其一，在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精
2、子到发情母畜的生殖道内，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，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，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。最后到达受精部位(输卵管)的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。探讨：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？提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，参与精、卵结合，也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控
3、制中心。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。精子的线粒体在精子形成过程中，集中于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。探讨：精子和卵子的发生有哪些主要不同？提示：由一个精原细胞经减数分裂最后可产生四个精子，一个卵原细胞只能生成一个卵子；精子的形状为蝌蚪状，卵子为球形。多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的。1受精前的准备(1)精子的获能成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，此过程叫获能。(2)卵细胞的准备卵细胞要在输卵管中进一步成熟，发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。2受精过程受
4、精是精子与卵细胞结合并形成受精卵的过程。受精时，精子的头部进入卵细胞的细胞质，并迅速膨大，出现核仁、核膜，精子和卵细胞的细胞核相互融合，形成一个细胞体。1用显微镜检查蛙的器官，其中有一些细胞正在分裂，有的进行有丝分裂，有的进行减数分裂。这一器官最可能是() A肝脏B睾丸C脾脏D肾脏【解析】高等动物细胞的减数分裂发生在性腺内。【答案】B2阅读短文，回答(1)(4)题。高等动物的后代都是通过两性生殖细胞的两两结合发育而成的。但是，随着科学的发展，人们用人工的方法在鱼类和两栖类中获得了单性后代。例如，我国著名的实验胚胎学家朱冼教授，用玻璃细丝刺激蟾蜍产生的卵子，经过多年实验，前后获得了23只无父亲的
5、小蟾蜍，其中一只小蟾蜍在次年顺利地产出了3 000多枚卵子，受精后发育良好，并获得了新一代的小蟾蜍800多只，这就是世界上第一批没有外祖父的蟾蜍。用这种方法获得的后代，也叫做雌核发育。(1)卵产生的方式是_。(2)小蟾蜍的性状和谁相似？_。原因是_。(3)卵子的遗传物质和卵子的遗传物质是否一样？_。原因是_。(4)新一代小蟾蜍的遗传物质和中小蟾蜍的遗传物质是否完全一样？_。原因是_。中小蟾蜍的性别是_。【答案】(1)减数分裂(2)母体小蟾蜍的遗传物质完全来自母体(3)基本一样产生卵子的蟾蜍是由卵子经无性生殖发育来的(4)不完全一样这些小蟾蜍是由卵子受精发育而来的，遗传物质由卵子和外源精子共同提
6、供，因而发生了重组雌性或雄性胚 胎 的 发 育 过 程1卵裂(1)含义受精卵形成后而进行有序的有丝分裂的过程。(2)特点卵裂球越来越小卵裂速度总体积基本不变(3)过程卵裂到一定程度则形成囊胚。其中间的腔称为囊胚腔；囊胚中将来发育成幼体的结构是内细胞团；将来发育成绒毛膜、胎盘等胚外组织的是外部细胞。2原肠作用与器官形成(1)原肠作用囊胚形成后，一部分细胞迁入形成内胚层和中胚层，留在外面的成为外胚层，结果形成了具有三个胚层的原肠胚，其中形成最晚的胚层是中胚层。各胚层将按各自的发育途径分裂和分化为相应的细胞和组织。(2)器官形成三个胚层建立之后就孕育着各种器官原基的形成过程，其中最先形成的是脑和脊髓
7、原基神经管。神经组织等由外胚层发育而来，骨骼肌、血液等由中胚层发育而来，小肠上皮等由内胚层发育而来。资料分析各种动物受精卵发育及进入子宫的时间动物种类受精卵发育/h进入子宫时发育天数和发育阶段2细胞4细胞8细胞16细胞桑椹胚天/发育阶段小鼠243838505060607068803桑椹胚山羊242848607272969612041016细胞绵羊363842486772963416细胞猪2151516666729011011011422.546细胞马24306506072981066囊胚牛2742446549909612012014445816细胞探讨：胚胎发育经历了哪些阶段？提示：受精卵卵裂
8、期桑椹胚囊胚原肠胚探讨：表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？提示：比较而言，马的胚胎进入子宫的发育程度最高，其次为小鼠。探讨：将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？提示：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。探讨：为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。1胚胎发育过程图解说明：胚胎细胞数目达到32个左右时
9、的卵裂球叫做桑椹胚。2早期胚胎发育发育阶段场所阶段特点受精卵输卵管个体发育的起点，其全能性最高卵裂期输卵管细胞进行有丝分裂，细胞数目不断增多，胚胎总体积不增加或略有缩小，每个细胞的体积不断缩小，核内遗传物质并未减少桑椹胚输卵管细胞数目达到32个左右，本阶段以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期囊胚输卵管细胞开始出现分化，内部出现了囊胚腔，内细胞团将来发育成幼体，透明带内壁形成外部细胞，囊胚期后期透明带破裂，胚胎孵化原肠胚子宫(胎生生物)个体发育中分化能力最强的阶段，分化形成三个胚层，外部细胞发育成绒毛膜和胎盘，出现原肠腔1在下图所示的过程中，哪一事件在29阶段没有发生()A细
10、胞体积减小B细胞内有机物总量增加C细胞有丝分裂 D细胞分化【解析】题图中29阶段表示的是胚胎发育过程，胚胎发育过程是细胞有丝分裂和细胞分化的结果。受精卵发育到囊胚过程中，随着细胞数目的增多，细胞体积减小。该过程中有机物总量会有所减少。【答案】B2材料一动物干细胞是指那些未分化，但又具有分化潜能的细胞。根据分化潜能的差异，干细胞可分为三种类型：能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞，它本身可以形成一个生命体；不能单独发育为完整个体，但能分化为多种类型细胞干细胞称为多能干细胞；能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。人胚胎干细胞是人类胚胎发育早期未分化的
11、细胞。材料二美国的一个大学实验室将人胚胎干细胞在体外培养一段时间后用于治疗因病毒感染脊髓而瘫痪的老鼠，使之在一定程度上恢复了行走能力；西班牙的研究人员将胰岛素基因导入小鼠胰腺中，结果小鼠的糖尿病症状消失了。(1)人类的胚胎发育中，细胞分化开始于_。(2)根据上述分类的方法，原肠胚时期中胚层细胞属于_干细胞，骨髓中造血干细胞属于_干细胞，卵裂期的细胞属于_干细胞。(3)全能干细胞能分化产生生命活动所需的各种类型细胞，从分子水平上看，这是_的结果。(4)美国的研究人员用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功，这说明那些干细胞已经分化成_细胞。【解析】根据胚胎形态的变化可将早期的胚胎分为桑椹胚、囊胚、原肠胚几个
12、阶段，桑椹胚前的每一个细胞都具有全能性，囊胚时期虽然出现了细胞分化，但内细胞团的细胞仍具有全能性，到了原肠胚时，内细胞团的细胞进一步分化成内胚层、中胚层、外胚层，细胞的全能性受到限制。【答案】(1)囊胚期(2)多能专能全能(3)基因选择性表达(4)脊髓1下列有关受精作用的叙述，错误的是()A受精卵中全部的遗传物质，一半来自父方，一半来自母方B受精时，精子和卵细胞的染色体会合在一起C受精卵中的染色体，一半来自父方，一半来自母方D受精卵中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同【解析】受精作用是精子和卵细胞结合成受精卵的过程，在此过程中精子只是头部进入卵细胞，尾部留在外面，精子的头部进入卵细胞内以后
13、，精子的细胞核与卵细胞的核融合在一起，形成受精卵的细胞核，所以受精卵中的染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)，使受精卵中的染色体数恢复到体细胞的数目；因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中)，在细胞质内的线粒体中也有少量的遗传物质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以受精卵中的全部遗传物质就不是一半来自父方，一半来自母方，而是母方比父方多提供细胞质中的遗传物质。【答案】A2关于哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是()A合子形成后立即进入子宫内进行有丝分裂B卵裂时随着细胞数目的增加胚胎总体积也随之增大C桑椹胚阶段的每个细胞都属于全能细胞D内细胞团将来发育成胎盘和胎膜【
14、解析】合子形成后在输卵管中就开始了有丝分裂，在卵裂时细胞数目不断增加，胚胎总体积不增加或略有缩小，每个细胞的体积不断缩小，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。【答案】C3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： 【导学号：99310049】(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时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_，C时期开始出现_。(4)2将来发育成_。【解析】(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中是1是外部细胞，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔，图C中5是外
15、胚层，6是外部细胞，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，分化为外部细胞和内细胞团细胞；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层和中胚层。(4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，外部细胞将发育为绒毛膜和胎盘。【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4“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到一定时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：(1)“试管
16、婴儿”技术在生物学上所依据的原理是()A有性生殖B组织培养C克隆技术 D基因工程(2)文中“一定时期”是胚胎发育的_期。(3)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术_(填序号)。体外培养人工授精胚胎移植核移植(4)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。双胞胎的性别是否相同_。【解析】(1)试管婴儿技术实际是体外授精，即经过精卵结合，所以是有性生殖。(2)此时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团。(4)要提高胚胎利用率进行胚胎分割，如将一个受精卵的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，性别完全相同。【答案】(1)A(2)囊胚(3)(4)胚胎分割移植相同课堂小结：网络构建核心回扣1.受精是精子与卵细胞结合形成受精卵的过程。2.卵裂是受精卵开始进行有序的有丝分裂的过程。3.当哺乳动物卵裂中的胚胎进入子宫时，胚胎已经发育成具有内部细胞(内细胞团)、外部细胞和囊胚腔构成的囊胚。其中内细胞团的细胞将发育成幼体，故内细胞团的细胞具有全能性。4.表皮、神经组织由外胚层发育而成，骨骼肌、软骨、疏松结缔组织由中胚层发育而成，小肠上皮由内胚层发育而成。
