印刷版体内受精和早期胚胎发育.ppt

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1、专题3 胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，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。,操作对象：技术手段：理论基础：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技术的研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而

2、生。,3.1 体内受精和早期胚胎发育,一、精子的发生,二、卵子的发生,三、受精,四、胚胎发育,3.1 体内受精和早期胚胎发育,一、精子的发生,3、过程：,1、场所:2、时期:,睾丸的曲细精管,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,第阶段初级精母细胞的形成,精原细胞,初级精母细胞,有丝分裂,第阶段：精子细胞的生成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,第阶段：精子细胞变形成精子,3、过程：,精原细胞,染色体复制,精子细胞,精子,自主阅读:1.整理精子细胞变形成精子的过程.2.注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?,第阶段：精子细胞变形成精子,1.细胞核2.高尔基体3.中心体4

3、.线粒体5.细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),精子细胞变形总结,第阶段：精子细胞变形成精子,精子形成的时间为两个月左右,4、精子的形态：,（1）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。,（2）不同种动物精子的形态_，大小略有_，与动物的体形大小_。,头 颈 尾,相似,不同 无关,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条

4、件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位(输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。,1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,问题讨论:,提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而

5、细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,Back,二、卵子的发生,1、场所：,卵巢,2、过程,自主阅读：理清卵子的形成过程（借助减数分裂知识）注意新的专业术语指向和理解注重卵子形成与精子形成的差异,卵泡卵泡细胞初级卵母细胞,排出的卵,卵丘细胞,卵泡腔,卵原细胞,发生时间：胎儿期地点：卵巢,多个卵原细胞,初级卵母细胞,在雌性动物排卵前后完成,次级卵母细胞和第一极体,在受精过程中完成 地点：输卵管,合子和两个极体,有丝分裂,胎儿期,透明带,卵细胞膜,卵原细胞,初级卵母细胞,初级卵母细胞,次级卵母细胞 第一极体,第二极体,时间：排卵前后,M,生长，透明带生

6、成,第一极体,M,发生时间:受精时发生地点:输卵管,合子和两个极体,受精,初情期后,卵子是否受精的重要标志 P63,（通过有丝分裂增殖）,判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？,人类和大部分哺乳动物：第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体；即使分裂，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能看到两个极体，就足以说明问题。,疑问,在卵细胞膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志,思考：1.卵子是否受精的重要标志是什么？,减数第二次分裂过程是在输卵管中,3.排出的卵子是什么时期的细胞？,排出卵子是不成熟的，且

7、成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？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？,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次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。,答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,答：是指卵子从卵泡中排出。,讨论：,探究展示：,最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过

8、两次细胞分裂（M和M）才能形成精子或卵子。,相似点：,精子和卵子的发生有何异同?,精子与卵子的发生比较,睾丸,卵巢输卵管,初情期以后,胚胎期性别分化以后,先有丝分裂后减数分裂,4个 精子细胞,1个卵细胞 3个极体,变形为蝌蚪形,球形 不变形,精子是从初情期开始的；而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的,巩固练习,1.下列不属于胚胎工程的是：（）,A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育,2.有一个卵原细胞中含有A与A、B与B两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有（）,A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个,D,B,3、卵子的成熟部位和受精

9、部位正确的是（）A、卵巢 卵巢 B、卵巢 输卵管 C、输卵管 输卵管 D、输卵管 子宫4、下列不是精子、卵子发生的区别是（）A、初级精母、卵母细胞形成时间 B、M分裂和M分裂的时间连续性 C、成熟生殖细胞是否经过变形 D、成熟生殖细胞中染色体的数量,C,D,5、下图表示卵子发生过程，请据图回答有关问题。,（1）图中A是，B是，E是指 作用，阶段C指，阶段D是指（2）当观察到第二极体时，可以表明（3）能发生染色体的着丝点分裂的阶段是（填序号）,第一极体,合子,受精,胎儿期,初情期,卵子己完成了受精,D,三、受精,1、概念:,2、标志:,3、场所:,1、概念:指精子和卵子结合形成合 子(即受精卵)

10、的过程。,2、标志:在卵细胞膜和透明带的间隙 观察到两个极体时,3、场所:输卵管,4、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,准备阶段1：精子获能,准备阶段2：卵子的准备,精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。,卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。,精子经过哪些困难才能与卵子结合呢？,1)精子穿越放射冠和透明带,2）进入卵细胞膜,3）原核形成和配子结合,顶体反应,透明带反应（防止多精子入卵受精的第一道屏障）,当第一精子进入卵细胞膜后，卵细胞膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精,卵细胞膜反应（第二道屏障）,受精完成标志,小结受精阶段:

11、精子穿越放射冠 精子穿越透明带 精子穿越卵黄膜 原核形成 配子结合,顶体反应,透明带反应（第一道屏障）,卵细胞膜反应（第二道屏障）,雄原核形成和雌原核形成,雌雄原核融合形成合子(受精卵),受精完成的标志,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子 瞬间,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。,精子试图进入卵子 瞬间,根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：,受精卵,囊胚期,原肠胚期（包括内、中、外三,幼体,卵裂（包括2细胞期、4细胞期、,8细胞、16细胞期、32细胞期）,胚层和原肠腔）,四

12、、胚胎发育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减少，DNA增多，有机物减少。,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,最初发育在输卵管进行有丝分裂,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,原肠胚（内含原肠腔）,滋养层外胚层中胚层内胚层,胎儿形成,桑 椹,桑椹胚,囊胚期,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成,孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎 从其中扩展出来。囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原肠胚,胚的发育：,受精后

13、8天。胚牙完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,孕四周,受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140150下是母亲心跳的两倍。,人类胚胎第8周时在子宫内的照片,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。,神奇的生命现象,新生儿,1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？,资料分析,答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发

14、育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。,3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,动物的个体发育,胚胎发育,胚后发育,受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚、幼体,幼体、成体,受精卵是个体发育的起点,直接发育和变态发育,受精卵成体,补充P67的图,