高等动物的个体发育
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高等动物(青蛙)的个体发育蛙的胚胎发育概括
(1)卵裂期这时期弱端黄卵进行不均等分裂。
经过几次分裂,形成一团细胞,动、植物极细胞大小悬殊。
(2)囊胚期在继续分裂过程中,细胞数目增多,细胞产生的液态代谢产物集中在中心,细胞向四周飘移,围成一个空心的球体,这时的胚体叫囊胚,囊胚内部出现偏于动物极、充满流体的囊胚腔。
(3)原肠胚期囊胚后期,在赤道线下出现一条月牙形的浅沟,浅沟的背缘叫背唇。
背唇出现以后,动物极细胞分裂卷入囊胚腔。
与此同时,植物极细胞也由背唇下卷入囊胚腔。
先前出现的浅沟两端继续向下延伸,最终形成一个环状裂隙,称为胚孔(原口)。
胚孔外周的细胞继续内卷,而胚孔中心始终堵塞着一团原来植物极的细胞,称为卵黄栓。
那些内卷的细胞在原来囊胚腔处围成一个新的空腔,叫原肠腔。
这时的胚体称为原肠胚。
原肠胚早期的特点是胚体出现了两层细胞,围绕原肠腔的一层,称为内胚层,包围胚体体表的一层称为外胚层。
原肠胚进一步发育,开始三胚层分化:即原肠腔顶壁的细胞分化为中胚层,中胚层包围着全部由内胚层细胞构成的原肠。
(4)神经胚期外胚层形成一片神经板,进而围成一条神经管。
神经营前端膨大发育成脑,其余发育成脊髓。
同时,在神经管下方,中胚层细胞形成一条棒状实心结构,即脊索。
在中胚层不断发育过程中,中胚层又分化出脏壁中胚层和体壁中胚层,它们两者之间的空腔,即为体腔。
蛙的个体发育在形态结构上有变态的特征。
各种动物在胚胎发育过程中都要形成内、中、外三胚层,再由这三胚层发育成动物的各种组织、器官和系统。
一、高等动物的个体发育过程1.起点::受精卵。
2.过程:受精卵幼体性成熟的个体。
3.概念(1)胚胎发育:受精卵发育成为幼体的过程。
(2)胚后发育:幼体从卵膜孵化出来或从母体生出来后,发育成为性成熟个体的过程。
皮肤和胃分别是由哪些胚层发育而成的?二、胚胎发育1.过程受精卵卵裂概念:受精卵早期的细胞分裂囊胚原肠胚幼体:已经经过细胞分化,形成了具有组织、器官的完整个体2.爬行类、鸟类和哺乳类动物个体发育的特点及意义(1)特点:胚胎发育早期,具有羊膜和羊水。
①羊膜:指胚胎发育早期,从胚胎四周的表面开始,形成的围绕胚胎的胚膜的内层。
②羊水:羊膜内的液体。
(2)意义①保证了胚胎发育所需的水环境。
②具有防震和保护作用。
使动物增强了对陆地环境的适应能力。
【思考·提示】皮肤由外胚层和中胚层发育而成,胃由中胚层和内胚层发育而成。
三、胚后发育核心知识一、胚胎发育1.过程受精卵:卵黄富含营养物质,卵裂:受精卵早期的有丝分裂多细胞球状胚,继续细胞分裂,内部形成空腔囊胚:里面的空腔称囊胚腔,表层细胞向内运动形成内层细胞;进一步在内外细胞层之间形成一个新细胞层成都家教、绵阳家教原肠胚:有外、中、内三个胚层;中间具有原肠腔和缩小的囊胚腔,细胞进一步分化,形成组织、器官、系统幼体2.营养供给哺乳动物胚胎发育早期所需营养物质由卵黄提供,后期由母体通过胎盘提供。
其他动物的胚胎发育所需营养均由卵黄提供。
【特别提醒】(1)囊胚与胚囊不同。
囊胚是动物胚胎发育过程中的一个特定时期,此时的胚胎是一个内部有囊胚腔的球状胚。
而胚囊是被子植物雌蕊中属于子房中胚珠的组成部分。
(2)胚胎发育各期的细胞,越早期的细胞分化程度越低,其全能性越高,受精卵的全能性最高。
1.能正确表示高等动物个体发育顺序的是( )A.卵→幼体→成体B.受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织、器官分化C.受精卵→幼体→成体D.卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织、器官分化解析:选C。
第⼆章多细胞动物的胚胎发育_动物⽣物学⼀、动物的个体发育和系统发育的概念1、个体发育(ontogeny)是指多细胞动物体从受精卵开始,经过细胞分裂、组织分化、器官形成,直到性成熟的全过程。
⾼等动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。
2、系统发育(phylogeny)也称系统发展,是与个体发育相对⽽⾔的,它是指某⼀个类群的形成和发展过程。
⼆、卵细胞的极性、卵裂的形式(⼀)卵细胞的极性卵细胞的极性(图2-1-1 卵细胞的极性)是指卵细胞的内部结构是⾮均向性的即细胞核的位置和细胞质分布的不对称性。
通常将卵黄多的⼀端称为植物极,另⼀端称为动物极。
(⼆)卵裂的形式卵裂(cleavage)(图2-1-2 卵裂)即是受精卵进⾏分裂。
根据不同类动物卵内卵黄多少及分布情况的不同,将受精卵的卵裂分为:1、完全卵裂:多见于少黄卵,整个卵细胞都进⾏分裂。
完全卵裂⼜包括等裂和不等裂。
①等裂:是指卵黄少、分布均匀、形成的分裂球⼤⼩相等,如⽂昌鱼、海胆等。
②不等裂:是指卵黄分布不均匀,形成的分裂球⼤⼩不等,如多孔动物、蛙类等。
2、不完全卵裂:多见于多黄卵。
由于卵黄多,分裂受阻,受精卵只在不含卵黄的部位进⾏分裂。
不完全卵裂⼜包括盘裂和表裂两种:①盘裂:指分裂区只限于胚盘处的分裂。
如乌贼、鸡卵等。
这是由于卵黄物质多,细胞核和细胞质集中于卵⼀端的缘故。
②表⾯卵裂:分裂区只限于卵的表⾯的分裂。
如昆⾍卵。
这是由于⼤量卵黄集中在卵的中央所致(图2-1-3 龙虾的表⾯卵裂)。
(⼆)卵裂的形式卵裂(cleavage)(图2-1-2 卵裂)即是受精卵进⾏分裂。
根据不同类动物卵内卵黄多少及分布情况的不同,将受精卵的卵裂分为:1、完全卵裂:多见于少黄卵,整个卵细胞都进⾏分裂。
完全卵裂⼜包括等裂和不等裂。
①等裂:是指卵黄少、分布均匀、形成的分裂球⼤⼩相等,如⽂昌鱼、海胆等。
②不等裂:是指卵黄分布不均匀,形成的分裂球⼤⼩不等,如多孔动物、蛙类等。
一、动物的个体发育和系统发育的概念1、个体发育(ontogeny)是指多细胞动物体从受精卵开始,经过细胞分裂、组织分化、器官形成,直到性成熟的全过程。
高等动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。
2、系统发育(phylogeny)也称系统发展,是与个体发育相对而言的,它是指某一个类群的形成和发展过程。
二、卵细胞的极性、卵裂的形式(一)卵细胞的极性卵细胞的极性(图2-1-1 卵细胞的极性)是指卵细胞的内部结构是非均向性的即细胞核的位置和细胞质分布的不对称性。
通常将卵黄多的一端称为植物极,另一端称为动物极。
(二)卵裂的形式卵裂(cleavage)(图2-1-2 卵裂)即是受精卵进行分裂。
根据不同类动物卵内卵黄多少及分布情况的不同,将受精卵的卵裂分为:1、完全卵裂:多见于少黄卵,整个卵细胞都进行分裂。
完全卵裂又包括等裂和不等裂。
①等裂:是指卵黄少、分布均匀、形成的分裂球大小相等,如文昌鱼、海胆等。
②不等裂:是指卵黄分布不均匀,形成的分裂球大小不等,如多孔动物、蛙类等。
2、不完全卵裂:多见于多黄卵。
由于卵黄多,分裂受阻,受精卵只在不含卵黄的部位进行分裂。
不完全卵裂又包括盘裂和表裂两种:①盘裂:指分裂区只限于胚盘处的分裂。
如乌贼、鸡卵等。
这是由于卵黄物质多,细胞核和细胞质集中于卵一端的缘故。
②表面卵裂:分裂区只限于卵的表面的分裂。
如昆虫卵。
这是由于大量卵黄集中在卵的中央所致(图2-1-3 龙虾的表面卵裂)。
(二)卵裂的形式卵裂(cleavage)(图2-1-2 卵裂)即是受精卵进行分裂。
根据不同类动物卵内卵黄多少及分布情况的不同,将受精卵的卵裂分为:1、完全卵裂:多见于少黄卵,整个卵细胞都进行分裂。
完全卵裂又包括等裂和不等裂。
①等裂:是指卵黄少、分布均匀、形成的分裂球大小相等,如文昌鱼、海胆等。
②不等裂:是指卵黄分布不均匀,形成的分裂球大小不等,如多孔动物、蛙类等。
2、不完全卵裂:多见于多黄卵。
由于卵黄多,分裂受阻,受精卵只在不含卵黄的部位进行分裂。
高等动物的个体发育【自学导引】一、高等动物的个体发育类型:高等动物的个体发育包括二、胚胎发育1.胚的发育过程2.羊膜的出现及其意义某些高等动物,在胚胎发育的早期,从胚胎四周的表面开始形成了围绕胚胎的胚膜。
胚膜的内层叫羊膜。
羊膜里面充满了液体,叫羊水。
羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需的液体环境,还具有防震和保护作用。
三、胚后发育1.爬行类、鸟类、哺乳类的胚后发育(1)大致过程:幼体(幼体从卵膜孵化出来或从母体生出来)→成体(2)胚后发育主要指身体的长大和生殖器官的逐渐成熟。
2.青蛙的胚后发育过程:蝌蚪(幼体)→幼蛙→成蛙。
特点:变态发育——某些动物在胚后发育的过程中,形态结构和生活习性都要发生显著的变化,而且这些变化又是集中在短时期内完成的。
【思考导学】1.1987年7月25日的深夜11时47分,世界上第一例“试管婴儿”路易斯·布朗问世了。
小布朗的产生过程大致如下:取母亲的卵细胞和父亲的精子在试管内完成受精,等受精卵在试管内发育至囊胚时,再移入母亲的子宫内,胚胎经过9个月的发育,小布朗问世了。
试问小布朗的形成属于动物个体发育的哪个阶段?在试管内发育的是哪几个阶段?在母体子宫内发育的是哪几个阶段?答案:胚的发育;受精卵→囊胚;囊胚→原肠腔→幼体。
2.没有交配的母鸡产下的一个鸡蛋是否是一个卵细胞?答案:不是,卵细胞只包括胚盘、卵黄及卵黄膜,把一个鸡蛋看作是一个卵细胞,是不妥的。
3.青蛙的幼体与成体有哪些差别?除了两栖动物外,还有哪些动物也具有变态发育的特点?试举例说明之。
答案:青蛙的幼体是蝌蚪,蝌蚪有尾巴没有四肢,青蛙有四肢没有尾巴,蝌蚪用鳃呼吸,青蛙用肺呼吸,兼用皮肤呼吸,蝌蚪的心脏是一心房一心室,一条循环路线(无体循环和肺循环之分),青蛙的心脏是二心房一心室,二条循环路线(体循环和肺循环);青蛙可以到陆上生活,肉食性(即主要以昆虫等小型无脊椎动物为食),蝌蚪是植物食性的,以水中的藻类为食。
昆虫都具有变态发育的特点,如家蚕。
家蚕的受精卵发育成幼虫,幼虫以桑叶为食,经四次脱皮后化为蛹,蛹的形态结构与幼虫有很大的区别,是一个不食不动的时期,蛹最后羽化成成虫(蚕蛾),蚕蛾具有翅,能飞,基本不吃东西,主要是完成交配产卵,雄蛾交配后不久就死亡,雌蛾产卵后不久也死亡,在蚕蛾的整个生命周期中,经历了卵、幼虫、蛹、蚕蛾四个虫期,这四个虫期在形态结构、生活习性等方面均不同,其胚后发育是典型的变态发育过程。
【学法指导】1.高等动物胚胎发育过程中原肠胚的形成:高等动物胚胎发育的原肠胚期是胚胎发育过程中极为重要的时期,不但是胚层形成进而分化的时期,而且是教学的重点和难点,应加强理解。
囊胚形成后,由于动物极一端的细胞分裂快,植物极一端的细胞分裂慢,动物极一端新产生的细胞便向植物极方向推移,挤压植物极一端的细胞,囊胚腔又有空隙,使植物极一端的部分细胞内陷(如图a),内陷的细胞不断向内伸展,囊胚腔逐渐缩小,这些陷入的细胞便构成了内胚层,它是由植物极一端的细胞构成的。
内陷的细胞出现了凹陷(如图b),凹陷向内逐渐扩大,并被内陷的细胞包围起来,形成一个腔,这个腔即为原肠腔。
此时,动物极一端的细胞已推移到原肠腔的入口处,包绕在整个胚的外面,构成外胚层。
接着,内外细胞层之间分化出新的细胞层,称为中胚层。
这个时期的胚叫原肠胚(以上分析是以海星原肠胚的形成为例来讲的,其余动物的原肠胚形成与该过程不完全相同)。
2.容易混淆的知识(1)极体与极核的区别从物种来看,极核为植物特有,极体为动物特有。
从来源看,极核是由子房中胚珠内的大孢子(减数分裂产生的)经过有丝分裂产生的,而极体是由初级和次级卵母细胞分裂产生的,也有第一极体再分裂产生的,所以,极核是有丝分裂形成的,而极体是减数分裂形成卵细胞时产生的。
从基因组成看,同一胚珠中的大孢子经分裂产生的两个极核与同胚珠内的卵细胞基因型相同,而同1个初级卵母细胞产生的3个极体(假设无互换)却分为两种,其中次级卵母细胞分裂产生的极体与卵细胞相同,另两个与卵细胞不同。
(2)囊胚与胚囊的区别囊胚是指动物的受精卵经过多次卵裂后,形成的一个内部具有空腔的球状胚体。
胚囊则是指被子植物胚珠的中心部位,呈膨大的囊状结构。
胚囊内主要有一个卵细胞和两个极核。
3.组织器官和系统的分化外胚层分化形成神经器官、皮肤的表皮及鳞毛羽甲、黏液腺、皮脂腺等皮肤衍生物;内胚层分化成消化道和呼吸道上皮以及肝、胰等消化腺体,其余器官系统皆由中胚层发育而来。
从进化的角度看,中胚层是最晚出现的一个胚层,但却是最活跃的一个胚层,动物体腔、体腔内器官以及肌肉由此发育而来。
这样有利于保蓄水分和营养,为动物向大型化、复杂化、高级化及登陆发展奠定了基础。
内、外胚层较古老,只演化发育了动物最基本的体表、神经及消化系统的基础构造。
因此,中胚层的出现,是动物进化上的一件大事。
组织器官和系统的分化概括如下:以上知识可用如下口诀记忆:外层感官神经系,内层两腺两道皮,剩余中层不用记。
4.爬行类、鸟类和哺乳类的胚胎发育在胚胎发育早期,从胚胎四周的表面开始形成了围绕胚胎的胚膜。
胚胎的内层称为羊膜,呈囊状,里面充满了羊水,羊膜和羊水保证了胚胎发育所需的水环境。
如下图所示。
爬行类、鸟类和哺乳类动物产的卵与两栖类、鱼类等低等的动物不同,具有卵黄膜,爬行类和鸟类属于卵生动物,胚胎发育在体外进行,所以产的卵外有输卵管壁所分泌和形成的蛋白、内外壳膜和卵壳。
如下图所示。
在胚胎发育的早期,从胚胎四周的表面开始,形成了围绕胚胎的胚膜。
胚膜的内层称为羊膜,羊膜呈囊状,里面充满了羊水。
羊膜和羊水保证了胚胎发育所需要的水环境。
这在进化上具有重大的意义。
生物进化的方向之一是由水生到陆生。
脊椎动物由水生进化到陆生,如从鱼类进化到两栖类动物,适应陆生环境必须解决很多问题。
如:如何支持身体并运动,这一点两栖动物已能比较完善地得到解决,因为两栖动物进化出了四肢;如何解决呼吸的问题,两栖动物也已经得到了初步的解决,即两栖动物也已进化出了肺,但肺还不发达,不能满足代谢过程中对氧气的需求,所以还要兼用皮肤呼吸。
所以两栖动物已经能够到陆地上来生活,但两栖动物在生殖和发育方面还没有摆脱水的束缚,生殖时必须回到水中进行,直接依赖于外界的水环境。
体外受精体外发育,即受精在外界水环境中进行,发育也在外界水环境中进行。
所以两栖动物不是真正的陆生动物,在地球上的分布必然要受水的限制,即两栖动物的分布不能远离水源。
爬行动物、鸟类和哺乳类动物,生殖和发育过程已完全摆脱了水的束缚。
体内受精,受精过程不需要外界水环境的帮助。
胚胎发育过程是在自己营造的一个安全的水环境中完成,即在羊水中完成。
所以在脊椎动物中,爬行类、鸟类和哺乳类动物才是真正的陆生动物。
5.胚后发育动物的胚后发育过程有两种基本类型:直接发育和变态发育。
(1)直接发育直接发育是指动物的幼体在形态、结构和生活习性上都与成体差别较小,幼体不经过明显的变化就逐渐长成为成体。
在脊椎动物中,胚后发育为直接发育的类型有爬行类、鸟类和哺乳动物,鱼类也是直接发育的。
(2)变态发育变态发育是指动物的幼体与成体之间,在形态结构和生活习性上都有明显的差异,幼体在胚后发育过程中,形态结构和生活习性都要发生明显的变化,而且这些变化又是集中在短期完成的,如蛙。
【例题解析】[例1]下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。
其中正确的是A.①②B.①③C.②④D.③④解析:本题考查了从受精卵到囊胚期的主要变化,还考查了理解生物学中常用图表等表达形式的意义的能力,并会用多种表达形式准确描述生物学现象等能力。
蛙受精卵发育至囊胚的过程中,由于细胞不断分裂,故DNA的总量逐渐增多;又因细胞分裂所需的营养全都来自卵黄,并未从外界吸收,所分裂后的细胞并不生长,且蛙的受精卵发育至囊胚都是在卵膜内进行的,所有细胞的总体积未变,因此每个细胞体积越来越小。
事实上,由于细胞分裂等生命活动的消耗,其有机物总量减少。
答案:A错因:本题错解的主要原因如下:①对图像表达的生物学意义不理解;②对受精卵发育至囊胚的过程中只进行细胞分裂,分裂后的细胞不生长的事实不清楚。
[例2]下列关于羊膜出现的说法,错误的是A.羊膜内的羊水为胚胎发育提供了水环境B.羊膜内的羊水具有防震和保护作用C.羊膜的出现使动物更加适应陆地环境D.羊膜是脊椎动物都具有的特征解析:爬行类、鸟类和哺乳类等动物,在胚胎发育的早期,从胚胎四周的表面开始,形成了围绕胚胎的胚膜。
胚膜的内层,叫做羊膜。
羊膜呈囊状,里面充满了羊水,羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需要的液体环境,还具有防震和保护作用,使这些动物增强了对陆地环境的适应能力。
因为这样这些动物的胚胎发育脱离了水的限制,真正适应陆地生活。
而鱼类的生活终生离不开水,两栖类的胚胎发育离不开水,因为这些动物的胚胎外面没有形成羊膜。
答案:D错因:本题为一道识记题,对于羊膜出现的时期及羊膜的意义记忆不牢是本题错选的主要原因。
[例3](2000年广东高考题)人的汗腺细胞来自胚胎时期的A.外胚层B.内胚层C.囊胚腔D.中胚层解析:在生物的胚胎发育过程中,原肠胚的外胚层发育成神经系统和感觉器官、表皮及附属结构。
汗腺细胞属于皮肤的附属结构。
答案:A错因:对于组织器官的分化不理解,不知道汗腺是皮肤的附属物,是本题错解的原因。
[例4]下列是对两栖类胚胎发育过程的叙述,其中正确的是A.受精卵的植物半球卵黄丰富,分裂快,细胞数目多B.当胚内出现空腔,细胞就开始分化C.原肠胚的形成是通过动物半球细胞的内陷D.胚内首先出现的是囊胚腔,其后出现的是原肠腔解析:考查对两栖类胚的发育过程的理解程度。
首先要了解两栖类胚发育的五个过程:受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚(出现三个胚层及组织器官系统的分化)→幼体。
还要知道各时期的特点,弄清彼此间的发展关系。
受精卵上面为动物半球,含卵黄少,分裂快,形成的细胞个体小、数目多;下面为植物半球,含卵黄多,影响了细胞的分裂速度(分裂慢),细胞体积大、数量少。
受精卵经过卵裂(有丝分裂)先形成具有囊胚腔的囊胚,随后由于动物半球细胞分裂快,包在植物半球细胞外面。
同时,植物半球细胞内陷,部分被卷入囊胚腔,内陷的细胞间出现凹陷——形成原肠腔,这时的胚叫原肠胚。
答案:D错因:本题错解的主要原因有两个:①对受精卵的特点记忆不牢;②对原肠胚的形成过程不理解。
【基础训练】一、选择题1.猪的胚胎发育过程中,具备三个胚层的时期是A.囊胚期B.原肠腔期C.原肠胚期D.幼体期答案:C2.下面对于蛙受精卵的叙述错误的是A.动物极朝上,植物极朝下B.动物极含色素少,植物极含色素多C.动物极含卵黄少,植物极含卵黄多D.动物极吸收热量多,植物极吸收热量少解析:考查蛙受精卵的特点。