学生用胚胎工程-体内受精和早期胚胎发育.ppt

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1、专题3 胚胎工程,考纲要求,胚胎工程与必修教材相关知识的联系,1、精子和卵子的发生和减数分裂,2、哺乳动物胚胎发育和细胞增殖、细胞分化,3、精子和卵子的发生、超数排卵与同期发情和激素调节,4、胚胎干细胞和细胞全能性、细胞分化,旧知回顾：1、什么叫受精作用？2、精子和卵细胞是经过什么分裂产生的？产生的场所在哪里？3、原始生殖细胞是经过什么分裂产生的？4、画出精原细胞的减数分裂的过程图。,胚胎工程的概念：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，以满足人类大各种需求。,

2、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：1.生殖细胞的形成：生殖细胞分别由原始性细胞经过减数分裂而成的。2.胚胎的发育：精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始。,3.1 体内受精和早期胚胎发育,一.精子和卵子的发生,（一）精子的发生 阅读课本P61-62的内容，思考并回答以下问题：1、精子发生的场所和时间；2、精子的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？3、精子的形态及结构。,（1）发生场所：睾丸（2）时间：初情期生殖机能衰老,1.精子的发生,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第

3、三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,1个精原细胞（染色体数:2n）,1个初级精母细胞（染色体数:2n）,2个次级精母细胞（染色体数:n）,4个精子细胞（染色体数:n）,体细胞（染色体数:2n）,有丝分裂细胞分化,间期：细胞体积增大、染色体复制,前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）末期：形成2个次级精母细胞,着丝点分裂，染色单体分离,4个2种精子（染色体数:n）,变形,减数第一次分裂,减数第二次分裂,精子细胞变形中的主要变化：,1.细胞核2.高尔基体3.中心体4.线粒体5.细胞内其他物质,

4、精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),不是。其一，在自然繁殖的条件下，是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，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:,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

5、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？,（二）卵子的发生,阅读课本内容，思考并回答以下问题：1、卵细胞发生的场所和时间；2、卵细胞的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？,1、发生部位：卵巢和输卵管2、时间：卵原细胞和初级卵母细胞的形成在胚胎时期；（卵巢）减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；（卵巢）减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。（

6、输卵管）,（放射冠）,动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝分裂增加其数量，演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡。,透明带：,卵泡：,卵母细胞卵泡细胞,卵母细胞与卵丘细胞间的1层厚膜（糖蛋白）,卵丘：,卵母细胞卵丘细胞（属于卵泡细胞放射冠）,黄体：,排卵后，由卵泡形成的富有血管的腺体样结构（分泌孕激素等）,卵子的发生,排“初级卵母细胞”或者“次级卵母细胞”,排卵：,卵子从卵泡排出，进入输卵管,河北儿童少年版P30图2-5卵巢和卵细胞的发生过程,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消

7、失,卵子发生过程,M,在卵巢中，排卵前后完成,进入输卵管，在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,生长，形成透明带和卵黄膜,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，仅完成第一次减数分裂，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。,卵子受精的标志：当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时

8、，说明卵子已经完成了受精。,注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志 2.精子和卵子 发生的区别,雌雄原核融合，形成合子（即核融合形成受精卵）,卵子和精子发生的比较,睾丸的曲细精管（场所唯一）,卵巢（M）、输卵管（M）（场所不唯一）,初情期,性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前完成，减分裂在精子和卵子结合过程中完成,M和M是连续的，需变形成蝌蚪状精子 细胞质均等分配,M和 M是不连续的，不需变形，卵子是球状的 细胞质不均等分配,形成4个精子细胞,形成1个卵细胞和3个极体,原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟过程均经一次复制和两次分裂子细胞中的染色体数目减半,二

9、、受精,（一）受精的概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。（二）场所：输卵管。是不是所有动物的受精过程都发生在输卵管中？,、过程,精卵识别,精子附着于卵膜,精卵质膜融合,注意,同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物精卵才能结合的原因之一。,4、结果：受精卵形成,一)受精前的准备阶段:1)精子获能:精子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,二)受精阶段:1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞 透明带反应是防止多精

10、入卵受精的第一道屏障2)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障3)原核形成：雄原核形成和雌原核形成4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵),穿过透明带：,形成受精卵：,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞（放射冠）,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（作用）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,防止多个精子进入透明带,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障（作用？）,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育

11、 移动 接触 合并,形成受精卵,防止多精入卵,3、意义,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每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定；这对于生物的遗传和变异十分重要。思考：你认为受精卵中的遗传物质来自什么？,受精后8天。受精卵完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,三、胚胎发育,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。,1、个体发育的起点受精卵 受精卵一形成就在输卵管内进行有丝分裂。2、卵裂期输卵管 分

12、裂方式：有丝分裂；细胞数目：细胞体积：胚胎总体积：,增加,变小,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,3、桑葚胚 细胞数目：32个左右；细胞特点：每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞。你有方法证明吗？,囊胚期,滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，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,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成细胞开始分化,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,桑椹胚,囊胚,原肠胚,内胚层中胚层原肠胚,胚的发

13、育：,按照一定的次序向内运动,受精卵卵裂囊胚,原肠胚的形成,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,：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。,：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,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,：最初发育在输卵管进行有丝分裂,三.胚胎发育,外胚层中胚层内胚层原肠腔,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 培养等技术应运而生。,