高中生物选修3全部教案

专题3 胚胎工程

3．1 体外受精和早期胚胎培养

一、胚胎工程的建立

1、胚胎工程的概念P59

理解胚胎工程：

操作对象：早期胚胎和配子

技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等

理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律

二、精子的发生

1、形成场所：睾丸的曲细精管

2、形成时期：从初情期开始，直到生殖机能衰退

3、形成过程：

第一阶段——位于曲细精管管壁的精原细胞，通过有丝分裂，产生多个初级精母细胞。

第三阶段——圆形的精子细胞变形

细胞核→精子头的主要部分

高尔基体→头部的顶体

中心体→精子的尾

线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜

其他物质→原生质滴（最后脱落）

4、精子的形态：

外形似蝌蚪，包括头、颈、尾三部分组成。不同动物精子的形态相似，大小略有不同。动物精子的大小与动物的体型大小无关。

三、卵子的发生

（1）形成场所：卵子的发生是在卵巢内完成的。

（2）形成时期：性别分化以后

（3）形成过程：

Ⅰ、胎儿期

主要的变化：形成卵泡，在卵巢中储备。

初级卵母细胞的存在形式：被卵泡细胞包围，形成卵泡。

Ⅱ、初情期后

主要的变化：初级卵母细胞减数分裂成为成熟的卵子。

首先：初级卵母细胞生长

场所——卵巢中

结果——形成透明带、卵黄膜

其次：减数第一次分裂

场所——卵巢

结果——产生1个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。

完成时间——排卵前后。举例：排卵前如：马、犬；排卵后如：绵羊、牛、猪。思考：什么是排卵？指卵子从卵泡中排出

场所——输卵管

时间——精子与卵子结合的过程中完成

结果——产生一个成熟的卵子和第二极体

思考与探讨：

问题１：什么是判断卵子是否受精的标志？

卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，说明卵子已经完成受精。

问题２：一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？

正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。

问题３：刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？

刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到第二次减数分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。

五、受精

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:受精是在输卵管内完成的。

4、过程

（１）受精前的准备阶段

准备阶段1：精子获能

①获能：成熟的精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，获得受精能力的过程。

②卵泡夜、输卵管分泌物、血清等液体可以使精子获能。

准备阶段2：卵子的准备

卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ中期）时，才具备受精能力。

思考与探讨：

进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？

是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成第一次减数分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。

（２）受精阶段

主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合四个阶段

ⅰ精子穿越放射冠和透明带

①过程：精、卵相遇→发生顶体反应（顶体酶释放溶解卵丘细胞即放射冠）→穿越放射冠接

触透明带→顶体酶溶解透明带→穿越透明带接触卵黄膜→产生透明带反应

②基本概念

放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞

顶体反应：或能的精子在雌性动物的生殖道与卵子相遇时出现精子顶体膨大，精子质膜（外膜）和顶体膜局部融合，并在融合处形成一些泡状物，随后脱落，造成精子顶

体外膜出现孔洞，使顶体内储尝的酶释放。

透明带反应：当精子穿越透明带接触卵黄膜时，卵子发出指令，阻止后继精子进入透明带的一种生理反应。

ⅱ进入卵黄膜

①过程：精子被微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子进入卵→卵黄膜封闭作用

②基本概念

卵黄膜封闭作用：当第一个精子进入卵黄膜后，引起卵黄膜的紧缩增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精

ⅲ原核形成：形成雄原核与雌原核

ⅳ配子结合：雄原核与雌原核发育、移动、接触，合并形成受精卵

小结：精、卵相遇→发生顶体反应（顶体酶释放溶解卵丘细胞即放射冠）→穿越放射冠接触透明带→顶体酶溶解透明带→穿越透明带接触卵黄膜→产生透明带反应（防止多个精子进入

透明带，引起多精子入卵受精的第一道屏障）→精子被微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子进入卵→卵黄膜封闭作用（防止多精子入卵受精的第二道屏障）→原核形成→配子结合

六、胚胎发育

1、最初发育场所： 输卵管

2、分裂方式：有丝分裂

3、过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→胎儿形成 （1）卵裂期的特点：

细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数目增加，胚胎总体积不增加，或略有缩小。

（2）桑椹胚：细胞属于全能细胞，胚胎细胞数目32个左右。 （3）囊胚： 细胞开始分化。形成：

内细胞团——聚集在胚胎的一端，个体较大的细胞，将来发育成各种组织。 滋养层——沿透明带内壁扩展和排列的，个体较小的细胞。将来发育成胎膜、胎

盘。

囊胚腔——含有液体的囊腔。 囊胚进一步扩大会导致孵化。

（4）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。

外胚层（内细胞团表皮的细胞形成）

神经系统、感觉器官 内胚层（内细胞团下方的细胞形成）

表皮及其附属结构

肝、胰等腺体 消化道、呼吸道上皮 中胚层

（外胚层细胞在胚盘正中线处形成一条增殖区，该区的细胞增殖分裂，进入内、外胚层之间形成的）

皮肤真皮

脊索、肌肉、骨骼 内脏器官外膜 循环系统 排泄系统 生殖系统