体内受精和早期胚胎发育

专题3 胚胎工程第1节体内受精和早期胚胎发育[重难点]重点：1.哺乳动物精子和卵子的发生2.哺乳动物的受精过程3.哺乳动物的胚胎发育难点：1.哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。

2.哺乳动物胚胎发育个阶段的主要特点。

[知识精讲]教材梳理知识点一精子和卵子的发生1.精子的发生〔1〕场所：睾丸的曲细精管〔2〕时间：从初情期到生殖机能衰退阶段。

〔3〕过程：精子的发生过程大体可以分为三个阶段：第一阶段：初级精母细胞的形成阶段。

第二阶段：初级精母细胞的分裂阶段。

第三阶段：精子细胞的变形阶段。

在学习精子的发生过程时应注意以下几点：①精原细胞的形成：精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞，初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞。

②精原细胞和初级精母细胞的区别：精原细胞在进行减数分裂时，首先要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，由精原细胞变成初级精母细胞。

精原细胞内每条染色体上有一个DNA分子，而初级精母细胞内每条染色体上有两个DNA分子。

③一个精原细胞经过一次复制和两次连续的分裂，形成四个含单倍染色体的精子细胞。

该过程的学习要结合必修2策中精子的形成过程理解。

④在精细胞的变形过程中，细胞发生较大的变化，如下：⑤动物精子的大小与动物的体型大小无关。

2.卵子的发生〔1〕场所：卵巢〔2〕时间：哺乳动物在出生前〔胎儿时期〕完成卵泡的形成和在卵巢内的储备，到性成熟时经减数分裂形成卵子。

〔3〕过程：卵子的发生过程大体可以分为两个阶段：第一阶段：初级卵母细胞的形成阶段。

第二阶段：初级卵母细胞分裂形成卵子阶段。

在学习卵子的发生过程时应注意以下几点：①卵原细胞的形成：卵原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的卵原细胞，初始的卵原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的卵原细胞。

②卵原细胞和初级卵母细胞的区别：同精原细胞和初级精母细胞一样，染色体复制前是卵原细胞，复制后是初级卵母细胞。

专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育1．胚胎工程的操作对象不包括的是( )A．成体干细胞B．精子、卵子C．受精卵D．早期胚胎解析：胚胎工程操作的对象是动物配子或早期胚胎。

答案：A2．次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于( )A．排卵前，在卵巢内B．受精前，在输卵管内C．排卵后，在腹腔内D．受精时，在输卵管内解析：雌性动物在胎儿时期卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂增加其数量，演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡，初级卵母细胞经过减数分裂变为成熟的卵子。

减数第一次分裂是在排卵前后完成的，结果产生了一个次级卵母细胞和一个第一极体。

减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，故D选项是正确的。

答案：D3．关于受精过程的叙述错误的是( ) A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂解析：大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离放射冠的卵泡细胞，这样部分精子可径直接触到透明带，A项错误；透明带反应是多精入卵的第一道屏障，卵黄膜的封闭作用是第二道防线，B项正确；精子与卵黄膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中，C项正确；雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂，D项正确。

答案：A 4．如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是( )A．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的B．囊胚腔是一个充满液体的腔C．内细胞团将来分化成内胚层D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘解析：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。

答案：C 5．下图为哺乳动物的生殖和个体发育过程，请据图回答下面的问题。

(1)哺乳动物精子和卵细胞在________中完成受精作用。

(2)哺乳动物个体发育的起点是________，其胚胎发育的整个过程在________________中完成。

高中生物选修三胚胎工程知识点总结高中生物选修3胚胎工程重要知识点一、体内受精与早期胚胎发育1、胚胎发育过程2.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。

顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。

(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。

易错警示!(1)动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等;有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。

(2)受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体;受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是个体发育的开始。

二、胚胎工程1.胚胎移植的四大生理基础(1)胚胎“移入”的生理基础哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化相同(2)胚胎“收集”的生理基础早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于“游离”状态(3)胚胎在受体内“存活”的生理基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生“免疫排斥”反应(4)移植后胚胎得以“继续发育”的生理基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。

3.1 体内受精和早期胚胎发育（共2课时）一、教材分析：本节是全专题的基础，理论性较强，学生会感到抽象和深奥，也不适宜过分探究。

但本专题又是社会热点，容易调动学习兴趣。

因此，宜借助多媒体和网络，采用多种方法，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，达到知识、能力、情感的三维目标。

二、教学目标1．知识目标(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。

2．能力目标：快速阅读提高自学的能力，有助于理解精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念。

3．情感、态度和价值观目标：认同胚胎工程建立及发展的意义。

体会运用合作探究学习的成果，通过合作探究学习，在评价过程中发现自己，肯定自己，不断感受成功的喜悦。

三、教学重点和难点1.教学重点（1）哺乳动物精子和卵子的发生（2）哺乳动物的受精过程（3）哺乳动物的胚胎发育2.教学难点（1）哺乳动物受精过程中精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。

（2）哺乳动物的胚胎发育各阶段的主要特点。

四、学情分析五、教学方法1．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习2．学案导学：见后面的学案。

六、课前准备1．学生的学习准备：完成学案预习部分。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：2课时是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。

例子：体外受精，胚胎移植，胚胎分割，胚胎干细胞培养等技术。

目的：经过处理后的胚胎，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。

八、教学过程第1课时(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：鲁伯特·默多克(Rupert Murdoch)（1931年3月11日-），美国著名的新闻和媒体经营者，出生于澳大利亚墨尔本以南30英里的一个农场，毕业于牛津大学。

本文主要是对体内受精和早期胚胎发育实验教案实践的总结，旨在分享实践中遇到的问题和探索的解决方式，以及对实践后的反思和提升。

1. 实验设计实验教案主要涵盖以下内容：（1）了解卵子和精子的结构和生理特征；（2）了解体内受精的过程和原理；（3）观察和记录受精卵在体内早期发育过程中的变化和发育特征；（4）讨论早期胚胎的组织结构和发育特点。

实验所需材料：鼠、显微镜、注射器、冰冻环、Ringer液。

2. 实验流程（1）收集用于实验的发情母鼠和雄鼠；（2）雄鼠配种后，明确受孕时间；（3）在受孕后不同时间点，通过选择性杀死激动的卵子以观察受精情况；（4）通过显微镜观察卵子受精、受精卵发育早期过程并记录数据；（5）通过PCR检测受精卵是否成功；（6）讨论早期胚胎的组织结构和发育特点。

3. 实验中存在的问题及解决思路（1）实验过程中，由于受精卵数量有限，而且在进入子宫前多个卵子并没有发育形成胚胎，进一步了解卵子生长和受精成活率是非常重要的。

要尽量采用低代价的方法来提高受精率，例如优化饲养环境和备孕条件，为母鼠提供足够的营养和休息等等。

（2）在观察受精卵生长的过程中，显微镜是核心设备。

但是，显微镜观察受精卵变化的过程中，由于显微镜不足，或观察角度和距离不当，可能会导致有些卵子不能成功观察。

为了解决这个问题，每位学生应该进行显微镜使用和调整的培训，并安排足够的观察时间和设备。

（3）除了观察受精卵和早期胚胎的生长发育，还需要掌握判断卵子和精子成熟度和质量的技巧。

这需要针对卵子和精子的特殊结构进行学习，了解不同类型的卵子和精子的显微外观，以最大程度地提高实验准确性。

4. 实验后的反思与提升体内受精和早期胚胎发育实验是一项非常有意义的实验。

在实验期间，我们面临了一些与实验流程和场地限制有关的问题。

例如，实验室条件的不足，导致实验器材和材料的数量有限，有可能影响生成的可观察数据的准确性和可靠性。

我们发现，体内受精和早期胚胎发育实验需要的技术和素质，无法在短时间内掌握。

3.1 体内受精和早期胚胎发育学习目标：1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生。

(重点) 2.简述哺乳动物的受精过程。

(重点) 3.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。

(重、难点)一、精子和卵子的发生(一)胚胎工程1．操作对象：动物早期胚胎或配子。

2．技术种类：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

3．实质：实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。

(二)精子和卵子的发生1．精子的发生(1)场所：睾丸。

(2)时期：从初情期开始，直到生殖机能衰退。

(3)形成过程：(4)精子的变形(包括头、颈、尾)： 精子细胞――→变形精子 细胞核 头的主要部分 高尔基体 头部的顶体 中心体 尾线粒体线粒体鞘其他物质原生质滴(最后脱落) 2.卵子的发生(1)场所：卵巢。

(2)时期：动物的胚胎在性别分化以后。

(3)形成过程：二、受精1．概念：精子与卵子结合形成合子的过程。

2．场所：输卵管。

3．受精标志：在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。

4．过程(1)准备阶段：①精子获能：场所：雌性动物的生殖道。

②卵子的准备：分裂达到减数第二次分裂中期，才能受精。

(2)受精阶段：三、胚胎发育1．卵裂期特点(1)细胞分裂方式为有丝分裂。

(2)细胞的数量不断增加。

(3)胚胎的总体积并不增加或略有缩小。

2．早期胚胎发育的几个阶段及特点(1)桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右，这一阶段前的每个细胞都属于全能细胞↓(2)囊胚：细胞开始出现分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，出现囊胚腔↓(3)原肠胚：内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔1．判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。

( )(2)精子在初情期后开始形成，两次分裂连续进行；卵子在胚胎性别分化以后形成，两次分裂不连续进行。