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1、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
2、变化又是集中在短时期内完成的。【思考导学】11987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
3、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
4、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
5、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
6、，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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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 B C D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：对图像表达的生物学意义不理解；对受精卵发育至囊胚
12、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
13、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
14、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：对受精卵的特点记忆
15、不牢；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。青蛙的受精卵分为动物极和植物极，动物极含卵黄少，色素多，颜色深，比重小，植物极含卵黄多，色素少，颜色浅，比重大，因此动物极朝上，植物极朝下。动物极朝上，颜色深，便于吸收大量的阳光热量，利于受精卵的发育。 答案：B3鸡的胚后发育是指A从孵卵开始到成体 B从孵卵破壳后到性成熟的个体C变态发育 D从孵卵破壳后到死亡解析：考查胚后发育的概念。胚后发育是指幼体从卵膜里孵化出来或者从母体生出来，发育成为性成熟的个体，由于鸡是卵生动物，因此它的胚后发育是幼体从卵膜里孵化出来到发育成性成熟的个体，该过程不属于变态发育。 答案：B4下列动物的胚后发育是变态发育的是A鸡和青蛙 B蚕和青蛙
