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第二节 受精作用与胚胎发育

发布时间:

专题三 胚胎工程
第二节 受精作用与胚胎发育
2013-8-20

一、受精作用
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:在输卵管 内完成的。
充满活力的精子
小飞守角制作

4、简要过程:
父本
2N

减数分裂

精子
N
受精作用

受精卵
2N

有丝分裂 细胞分化

个体
2N

母本
2N

减数分裂

卵细胞
N

意义:减数分裂和受精作用对于维持每种生物前 后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗 传和变异,都是十分重要的。
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5、受精过程:
一)受精前的准备阶段:
1)精子成熟和获能:精子在附睾中成熟后, 必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变 化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第 二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力

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处于减数第二次分裂中 期的成熟次级卵母细胞

获能的精子
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(二)受精阶段:

(1)精子穿越放射冠和透明带
顶体反应是指精子与卵母细胞相遇时,顶体释放顶体酶的过程。 用于溶解构成放射冠的卵丘细胞之间的物质及透明带,为精 子穿越放射冠和透明带打通通道。 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(次级卵母细胞膜)
卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障

(3)雌雄原核的形成 (4)雌雄原核融合形成合子(受精卵)

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注意:顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用

(1)发生的时间不同:顶体反应是发生在精子 与卵子相遇时;透明带反应是发生在精子触及 卵黄膜的瞬间;卵黄膜的封闭作用是发生在精 子入卵后。 (2)生理作用不同:顶体反应是释放顶体酶, 要形成精子穿越放射冠的通路;透明带反应是 防止多精子入卵受精的第一道屏障;卵黄膜封 闭作用则是防止多精子入卵受精的第二道屏障。

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哺 乳 动 物 受 精 过 程 示 意 图
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(4)精子接触卵细胞 膜后,发生透明带反 应,阻止后来精子入 卵受精(第一道屏障)

(5)精子进入卵细胞膜(卵黄膜)后,卵黄膜 (1)获能的精子接触放射冠 发生封闭作用,阻止多精子入卵受精(第二道 屏障)。卵黄膜的封闭作用与皮质颗粒胞吐内 容物至透明带附*有关。
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充满活力的精子

卵子的外层被一层透明 的薄膜保护着,这使它 看起来像一个悬浮在天 体中的漂亮的星球。 充满活力的精子
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次 级 卵 母 细 胞 结 构 图

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经过种种*木 子终于与卵子相遇

精子试图进入卵子

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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。

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。

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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。
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雌雄原核形成并结 合形成受精卵: 精子进入卵子后, 其细胞核变大到和卵子 细胞核相似,精子细胞 核(雄原核)和卵子细胞 核(雌原核)同时向细胞 中部靠拢,并相互融合 成一个细胞核,这时称 受精卵。

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受精作用小结
1、概念:指 精子 和 卵子 结合形成受精卵 (即合子 )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。

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4、过程
受精前的 准备阶段 准备阶段1: 精子获能 卵子的准备 准备阶段2:

受 精 过 程

精子穿越 放射冠和 透明带 精子进入 卵黄膜
受精阶段

雌雄原核形成
受精卵的形成
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问题讨论: 1.什么叫顶体反应?
获能的精子与卵子相遇时,顶体释放顶体酶,溶解放 射冠和透明带的过程。

2.什么叫透明带反应?
精子触及卵黄膜时,卵子细胞立即释放溶酶体酶样 物质,使透明带结构发生变化,防止多精子穿越透 明带进入卵细胞的现象。是防止多精子入卵的第一 道屏障。
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3.什么叫卵黄膜的封闭作用? 精子进入卵细胞后,卵黄膜立即发生拒绝其 他精子再进入卵内的生理反应。是防止多个 精子入卵的第二道屏障。 4.防止多精入卵受精有哪些生理反应? 透明带反应和卵黄膜的封闭作用。

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受精作用的意义
1、对于进行有性生殖的生物来说,通过 减数分裂和受精作用可以维持生物前后 代体细胞中染色体数目的恒定。 2、对于生物的遗传和变异及生物进化具 有十分重要意义。

思考:
你认为受精卵中的遗传物质来自?
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笔 记

受精卵

细胞核:精子的核+卵细胞核

细胞质:几乎全由卵细胞提供

受精卵的核基因:父母各给一半。 受精卵的质基因:几乎全来自于母亲。

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1、下列说法正确的是( D) A.成熟精子遇到卵子便可发生受精作用 B.排出成熟卵子细胞的过程即为排卵 C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D.卵子发生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的 结合过程中完成的 2、下列有关排卵的叙述,正确的是( D) A.排卵是指卵泡从卵巢中排出 B.精子和卵子受精后发生排卵 C.排卵时已完成减数分裂,因此,排出的卵子仅含 体细胞一半的遗传物质 D.排卵后卵子进入输卵管,准备与精子受精
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二、胚胎发育
1、发育起点:受 精 卵 2、发育过程: 受 精 卵
卵裂

桑 椹 胚

分裂

囊 胚

分裂 分化

原 肠 胚

组织分化 器官形成

幼 体

注: 高等动物个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。 胚后发育:幼体 成体。
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受精卵

动物极:位于受精卵上端,卵黄少,颜色深,比重小。分裂快。 植物极:位于受精卵下端,卵黄多,颜色浅,比重大。分裂慢。
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桑椹胚
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囊胚腔出现

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囊胚腔出现

囊胚
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囊胚腔

内细胞团
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初期的囊胚游动于子宫腔内,由于囊胚变长,液体增多, 囊胚逐渐陷入子宫内膜,这一过程称着床(imbed)。以后,? 绒毛膜表面长出绒毛与子宫粘膜紧密相接,开始与母体进 行物质交换。 小飞守角制作

新生命第三天—桑椹胚

桑椹胚:细 胞数在32个 左右,细胞 排列致密, 形似桑椹, 细胞属于全 能细胞

新生命第四天——囊胚期

受精后8天。胚 芽完成"着陆",微 微嵌入子宫内膜。 此时它分裂发育 为几百个细胞。

囊胚:细胞开始分 化;内细胞团将来 发育成各种组织, 滋养层将来发育成 胎膜、胎盘;出现 囊胚腔后,进一步 扩大会导致孵化。
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第3周末形成原肠胚:内细胞 团表皮的细胞形成外胚层,下 方的细胞形成内胚层,出现原 肠腔。

新生命的第五周——看 啊,眼的雏形出来了

新生命的第4周
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新生命的第六周—四肢和 脑都开始初步分化了,真 让人激动

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。
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新生命的第7周——进一步发 育了,看个整体的吧

人类胚胎第8周时在子 宫内的照片 ,胚初具 人形
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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。
胎儿38周,母体即将生 产,这时胎儿的体积显 著增大,不得不蜷缩成 一团。

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新 生 儿

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原肠胚(内含原肠腔)
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 桑椹胚: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。 卵裂期: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。 受精卵:最初发育在输卵管进行有丝分裂。
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在三个胚层中,中胚层发育成的结构比较多。我们在记忆时只 要记住外胚层和内胚层发育成的结构,余下的全部为中胚层发 育成的结构。

口诀:外感神表腺,内呼消肝胰,其余为中胚层。 1.外胚层口诀:外(外胚层)感(感觉器官)神(神 经系统)表(表皮及其附属结构)腺(特指皮肤的附 属结构如汗腺、皮脂腺及唾液腺等)。 具体解释: 外胚层由动物极细胞形成。皮肤的表皮极其附属结构、 神经系统和感觉器官由其发育而来。皮肤的表皮,表 皮的延伸部分,如口腔黏膜、鼻黏膜等是由外胚层发 育而来的。皮肤的附属结构是指毛、发、指甲、犄角、 汗腺、皮脂腺及唾液腺等。神经系统包括脑、脊髓和 它们发出的脑神经等,感觉器官主要是指眼、耳等。
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2.内胚层口诀:内(内胚层)呼(呼吸道上皮) 消(消化道上皮)胰肝(肝脏和胰脏)。 具体解释:内胚层是由植物极细胞形成。呼吸 道上皮和消化道上皮以及由消化道上皮特化而 来的各种消化腺,如肝脏、胰腺、胃腺、肠腺 等由其发育而来。呼吸道上皮是指咽、喉、支 气管、各级细支气管的内壁表面的上皮,肺泡 上皮也属于呼吸道上皮。消化道上皮是指咽、 食道、胃、小肠、大肠的内壁表面的上皮。
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3.中胚层口诀:其余中胚来演戏。 具体解释:(可以不看):中胚层主要是由动 物极内卷细胞形成的。骨骼和肌肉构成的运动 系统、皮肤的真皮、整个循环系统、排泄系统、 生殖系统及内脏器官的外膜等由其发育而来。 循环系统包括心脏、血管以及在心脏和血管中 流动的*,造血器官——骨髓也是由中胚层 发育而来的。淋巴管、淋巴器官也是由中胚层 发育来的。排泄系统包括肾脏、输尿管、膀胱 等均是由中胚层发育而来的。 连起来记忆为: 外感神表腺,内消呼胰肝,其余中胚来表现!
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囊胚的形成——细胞开始分化

内细胞团

滋养层

囊胚期 滋养层:发育成胚胎的附属结构或胚外结构(胎膜 和胎盘),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
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原肠胚的形成
次序向内运动

受精卵——卵裂——囊胚

按照一定的 ———————内胚层——中胚层——原肠胚

外胚层
中胚层 原肠腔 囊胚腔

内胚层

胚的发育:

第三次卵裂 第一次卵裂 第二次卵裂 囊胚 桑椹胚 受精卵 原肠胚
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早期胚胎发育示意图

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567 5 7 3

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三、胚胎发育小结
受精卵:最初发育在输卵管进行有丝分裂

卵裂期

: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。

桑椹胚 :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

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 外胚层:外感神表腺 原肠胚(内含原肠腔) 内胚层:内消呼胰肝 中胚层:余下中胚来表现 原肠腔:不断增大。

胎儿幼体形成

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请你画出卵裂时期的:
胚胎体积变化与时间关系的曲线 细胞体积与时间 有机物含量与时间 细胞核DNA含量与时间

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卵裂期相关知识
分裂方式:有丝分裂; 分裂场所:输卵管 细胞数目: 增加 细胞体积: 变小 胚胎总体积: 基本不变
受精卵在卵膜内完成发育,所需营养来自受精 卵本身,故发育过程早期胚胎体积基本无变化

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巩固练*
1、判断卵子是否受精的标志是 ( B) A.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到一个极体时 B.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 C.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到三个极体时 D.当卵黄膜和透明带的间隙中极体消失时 2、以下关于桑椹胚的说法不正确的是 (C ) 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.良种母牛体内此时的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

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3、合子形成后开始发育,下列说法错误的是( D ) A.在输卵管内进行有丝分裂 B.卵裂期细胞数目增加 C.卵裂期胚胎的总体积不增加 D.卵裂期每个细胞的体积不变 4、下列有关胚胎发育卵裂期的特点,描述正确的是 (A ) A.细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性 B.每个细胞体积有所减小,胚胎的总体积增加 C.胚胎有机物总量增加,细胞核DNA量不断减少 D.所有细胞的相对表面积减小

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5、下列关于胚胎发育的叙述,正确的是( D ) A.胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大 B.在桑椹胚阶段,胚胎内部出现空腔 C.原肠胚阶段的每一细胞都属于全能细胞 D.原肠胚阶段出现胚层分化 6、下列叙述正确的是(多选)( ACD ) A.胚胎发育的早期有一段时间是在输卵管内进行的 B.内细胞团将来发育成胎盘和胎膜 C.哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建 立组织上的联系 D.早期胚胎发育到一定阶段才可从培养液取出向受 体移植

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7.精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是( B ) 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.①② B.②③ C.③④ D.②④ 8.在高等动物的胚胎发育过程中从哪一阶段发 生了细胞分化 (C ) A.8细胞胚 B.桑椹胚 C.囊胚 D.原肠胚 9.内细胞团(ICM)出现于 ( C) A.原肠胚期 B.卵裂时 C.囊胚期 D.桑椹胚期
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10.动物的受精过程包括下列基本步骤,其受 精作用的实质是 (D ) A.精子和卵子相互识别 B.精子头部侵入卵细胞内 C.卵子和精子结合 D.卵核和精核互相融合 11.下列说法正确的是 ( C) A.卵裂期细胞经过了细胞分裂,不再分化 B.原肠胚细胞属于全能细胞 C.囊胚腔先于原肠腔出现 D.桑椹胚开始进行孵化
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14、右图表示蛙的受精卵发育至囊 胚过程中的某一变化,若横坐标 表示时间,则纵坐标可表示( D ) A.有机物总量 B.每个细胞DNA含量 C.所有细胞体积之和 D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值 15、下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,各种量 的变化趋势,其中正确的是( AB )(多选)
总 量 时间 每 个 细 胞 体 积 胚 胎 体 积 时间 时间 有 机 物 总 量 时间
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DNA

16.请回答下列问题: 头 颈 尾 (1)成熟的精子分___、___、___三大部分,是由 细胞核 精子细胞变形而来,______变为精子头的主要部分, 高尔基体 中心体 ______发育为顶体,________演变为尾。精子必须 获能 经过_________才具有受精能力。在受精过程中精 顶体反应 子与卵子相遇时,首先发生_______,由_____释放 顶体 顶体 放射冠 透明带 ______酶,使精子穿越________和________。 卵裂 (2)受精卵的有丝分裂,称_________,所产生的 桑椹胚 致密细胞团,形似桑椹称_______。 滋养层 (3)囊胚表面是单层扁*个体较小的细胞,称___ 囊胚腔 细胞,中央的腔称_________,在腔的一端有一团 内细胞团 个体较大的细胞,称__________。

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谢谢同学们
2013-8-20



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