3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1、胚胎工程的概念,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。,操作對象：,技術(shù)手段：,理論基礎(chǔ)：,早期胚胎和配子,體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等,哺乳動物的受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,操作環(huán)境：,生物體外,操作結(jié)果：,產(chǎn)生滿足人類需求的動物后代,3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)

2、育,一、精子和卵細胞的發(fā)生,3、過程：,（一）精子的發(fā)生,1、場所:,睪丸（曲細精管）,分三個階段,2、時期:,,2、第一階段包括哪些過程？細胞進行的有絲分裂還是減數(shù)分裂？,1、精子發(fā)生的過程大致分為哪幾個階段？,3、第二階段完成什么過程？,4、MI和MII分別表示什么過程？,5、第三階段完成什么過程？,6、成熟的精子包括哪幾部分？,7、精子各部分分別由精子細胞的哪一部分形成?,第１階段 — 初級精母細胞的形成,3、過程：,第２階段 —

3、 精子細胞的生成,第３階段 — 精子細胞變形成精子,精子細胞變形中的主要變化,精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘膜(尾的基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),1.細胞核——,2.高爾基體——,3.中心體——,4.線粒體——,5.細胞內(nèi)其他物質(zhì)——,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問題討論:,不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、

4、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？,問題討論:,細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺

5、傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,精原細胞,有絲分裂,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細胞,,,精子,MⅠ,第一階段,,第二階段,第三階段,MⅡ,精子發(fā)生的過程,多個精原細胞,染色體復(fù)制,變形,,,,,,（二）卵子的發(fā)生,1、卵子的發(fā)生部位是哪里？,2、卵子的發(fā)生的過程是什么？發(fā)生的時期是什么？什么場所？

6、,3、卵泡的形成和儲備是在什么時期完成的？,4、卵原細胞增加數(shù)量并演變?yōu)槌跫壜涯讣毎沁M行有絲分裂還是減數(shù)分裂？什么時期完成？,5、初級卵母細胞變?yōu)槌墒斓穆炎邮沁M行什么分裂？,6、一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？,7、排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？,8、剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？,9、排卵是在MI期還是MII期？,10、判斷卵子是否完成受精的標志是什么？,1、卵子的發(fā)生部位是哪里？,（二

7、）卵子的發(fā)生,1、發(fā)生部位：,卵巢,2、卵子的發(fā)生的過程是什么？發(fā)生的時期是什么？什么場所？,（二）卵子的發(fā)生,1、發(fā)生部位：,2、過程、時間、場所：,①雌性胎兒卵巢內(nèi)的卵原細胞，通過有絲分裂增加其數(shù)量，演變?yōu)槌跫壜涯讣毎?，被卵泡細胞包圍形成卵泡。卵泡的形成和在卵巢?nèi)的儲備，是從性別分化開始，出生前（即胎兒時期）完成的。,② 減數(shù)第一次分裂時間是在雌性動物排卵前后完成的，結(jié)果是產(chǎn)生1個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，準備與鏡子受精。

8、,③減數(shù)第二次分裂時間是在精子和卵子結(jié)合的過程中，結(jié)果是產(chǎn)生1個成熟卵子和第二極體。,卵巢,卵巢或輸卵管,輸卵管,從胚胎性別分化到出生前（胎兒期）,排卵前后,受精過程中,（二）卵子的發(fā)生,3、卵泡的形成和儲備是在什么時期完成的？,4、卵原細胞增加數(shù)量并演變?yōu)槌跫壜涯讣毎沁M行有絲分裂還是減數(shù)分裂？什么時期完成？,5、初級卵母細胞變?yōu)槌墒斓穆炎邮沁M行什么分裂？,6、一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？,7、排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡

9、從卵巢中排出？,卵的外面具有外被,其成分主要是糖蛋白，是由卵細胞或其它細胞分泌的。,形成放射冠,,8、剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？,9、排卵是在MI期還是MII期？,10、判斷卵子是否完成受精的標志是什么？,睪丸的曲細精管,卵巢、輸卵管,初情期后,卵泡的形成和儲備在胎兒時進行；減數(shù)第一次分裂在排卵前后；減數(shù)第二次分裂在受精時完成。,①M Ⅰ和M Ⅱ是連續(xù)的②細胞質(zhì)均等分裂,①M Ⅰ和M Ⅱ是不連續(xù)的②細胞

10、質(zhì)不均等分裂,形成4個精子,形成1個卵細胞、1個第一極體和1個第二極體（或1個卵細胞和3個第二極體）,變形,不變形,①原始生殖細胞的增殖都為有絲分裂。②生殖細胞的的產(chǎn)生都經(jīng)過減數(shù)分裂，生殖細胞染色體數(shù)目都減半。,二、受精,受精的概念:,受精的場所:,受精完成的標志:,指精子和卵子結(jié)合形成合子 (即受精卵)的過程。,在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。,受精是在輸卵管內(nèi)完成的,受精包括的階段：,①受精前的準備階段 ②受精階段

11、,2、發(fā)現(xiàn)精子獲能現(xiàn)象的科學家是誰？,1、精子獲能是什么樣的生理現(xiàn)象？,3、剛排出的卵子是初級卵母細胞還是次級卵母細胞？,4、剛排出卵子具備受精能力嗎？什么時期的細胞才能受精？,5、受精階段包括哪些過程？,7、精子穿越放射冠時發(fā)生什么反應(yīng)？是如何進行的？,6、放射冠是什么？,8、精子穿越透明帶時形成孔道時需要什么酶？,9、精子穿越透明帶后并接觸卵黃膜時發(fā)生什么反應(yīng)？有何作用？,12、精子入卵后，精子有什么變化？,10、精子是如何進入卵黃

12、膜的？,11、精子入卵后卵黃膜會發(fā)生什么反應(yīng)？,13、什么是雄原核？什么是雌原核？,14、卵子完成減數(shù)第二次分裂是在精子入卵前還是入卵后？,15、配子結(jié)合是指什么過程？,？,思考,（一）受精前的準備階段:,準備階段1——精子獲能,1、精子獲能是什么樣的生理現(xiàn)象？,2、發(fā)現(xiàn)精子獲能現(xiàn)象的科學家是誰？,剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為精子獲能。,張明覺和奧斯汀,

13、精子在附睪內(nèi)已經(jīng)獲得了受精能力，但由于附睪分泌的一種物質(zhì)附于精子表面，抑制了他的受精能力，這種物質(zhì)被稱為去能因子。附睪的一些分泌物覆蓋于精子表面，其中有一種含唾液酸的糖蛋白。唾液酸有掩蓋精子特異抗原的機能，這就使精子在漫長的成熟及運行過程中，不致于被免疫活性細胞識別而引起自身免疫反應(yīng)。含唾液酸糖蛋白可穩(wěn)定頂體前區(qū)的細胞膜，從而抑制精子的頂體反應(yīng)。精子進入女性生殖道以后，精子頂體表面的糖蛋白被生殖道分泌物中的α、β淀粉酶降解，去能因子的作

14、用被解除，精子才具有真正的受精能力，這就是精子獲能。能夠解除去能因子的物質(zhì)稱為獲能因子。,一般精液呈弱堿性，PH值7.2－7.8，而正常情況下雌性動物生殖道內(nèi)是酸性環(huán)境，PH值小于4.5，兩者差異較大。精子獲得受精能力可能原理是什么？,（一）受精前的準備階段:,準備階段1——精子獲能,準備階段2——卵子的準備,3、剛排出的卵子是初級卵母細胞還是次級卵母細胞？,4、剛排出卵子具備受精能力嗎？什么時期的細胞才能受精？,動物排出的卵子成熟程度

15、不同，有的可能是初級卵母細胞（馬、犬），有的可能是次極卵母細胞（豬、羊）。,沒有，要在輸卵管中進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。,（二）受精階段:,5、受精階段包括哪些過程？,1)精子穿越放射冠,在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先需穿越放射冠。,6、放射冠是什么？,放射冠是包圍在卵子透明帶外面的卵丘細胞群。,1)精子穿越放射冠,7、精子穿越放射冠時發(fā)生什么反應(yīng)？是如何進行的？,獲能后的精子與卵子相遇是，

16、首先發(fā)生頂體反應(yīng)，使頂體內(nèi)的酶釋放出來，頂體酶可直接溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。,,2)精子穿越透明帶,8、精子穿越透明帶時形成孔道時需要什么酶？,9、精子穿越透明帶后并接觸卵黃膜時發(fā)生什么反應(yīng)？此反應(yīng)有何作用？,頂體酶將透明帶溶出一條孔道，精子借助自身運動穿越透明帶并接觸卵黃膜。在精子觸及卵黃膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)，稱為透明帶反應(yīng)。,精子進入卵子后，卵子淺層細胞質(zhì)內(nèi)的皮質(zhì)顆粒立即釋放溶

17、酶體酶樣物質(zhì)，使透明帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。透明帶的溶解性下降，即透明帶發(fā)生硬化，阻止已結(jié)合甚至部分穿入透明帶的精子穿過透明帶。,3)精子進入卵黃膜,10、精子是如何進入卵黃膜的？,卵黃膜表面有大量的微絨毛，當精子與卵黃膜接觸時，立即被微絨毛抱合，隨后，精子外膜和卵黃膜相互融合，精子入卵。,3)精子進入卵黃膜,11、精子入卵后卵黃膜會發(fā)生什么反應(yīng)？,當?shù)谝粋€精子進入卵黃膜后，會立即引起卵黃膜的緊縮、增厚，阻止其他精子進入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精

18、，也叫做多精子入卵阻滯，是防止多精子受精的第二道屏障。,精子入卵后，卵黃膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)，這種生理反應(yīng)稱作卵黃膜封閉作用。,12、精子入卵后，精子有什么變化？,尾部脫離，原有的核膜破裂。,4)原核形成,13、什么是雄原核？什么是雌原核？,14、卵子完成減數(shù)第二次分裂是在精子入卵前還是入卵后？,5)配子結(jié)合,15、配子結(jié)合是指什么過程？,雄、雌原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，二者體積縮小、合并，兩組核染

19、色體合為一組，形成一個含二倍染色體的合子，也就是受精卵。,在受精作用過程中，為了防止多精入卵，共筑起幾道屏障？分別是什么？,？,第一道屏障——,透明帶反應(yīng)(在精子觸及卵黃膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)。),第二道屏障——,卵黃膜封閉作用（精子入卵后，卵黃膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。）,受精的意義：,維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定。 對于生物的遺傳和變異十分重要。,（一）受精前的準備

20、階段:,準備階段1——精子獲能,準備階段2——卵子的準備,（二）受精階段:,1)精子穿越放射冠,3)精子進入卵黃膜,4)原核形成,5)配子結(jié)合,2)精子穿越透明帶,小結(jié)：,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)（第一道屏障）,卵黃膜封閉作用（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),獲得受精的能力,分裂到M Ⅱ中期,三、胚胎發(fā)育,個體發(fā)育的過程,1、胚胎發(fā)育的起點是什么？,？,2、胚胎開始發(fā)育場所是什么？,受精卵,輸卵管,3、

21、胚胎發(fā)育細胞增殖方式是什么？,有絲分裂,卵裂期：,在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,特點：,增多,減小,增多,減少,增多,減少,卵裂過程中各種指標的變化,桑椹胚,特點：,囊胚:,聚集在胚胎一端，個體較大，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。,沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列、個體較小的細胞，將來發(fā)育成胎膜和胎盤。,內(nèi)含液體。,特點：,細胞開始分化，透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來（孵化）,原腸胚:,內(nèi)細胞團表層的細

22、胞形成。,內(nèi)細胞團下方的細胞形成。,由內(nèi)胚層包圍的囊腔。,1、哪個階段以前的細胞為全能細胞？2、哪個階段的細胞開始分化？3、何種結(jié)構(gòu)將來發(fā)育成胎兒的各種組織？4、胎膜和胎盤由什么結(jié)構(gòu)發(fā)育而來的？5、什么叫孵化？,？,哺乳動物胚胎發(fā)育的基本過程,人體胚胎發(fā)育在子宮內(nèi)經(jīng)過約38周，整個過程可分為胚卵期、胚胎期和胎兒期三個階段,胚卵期：從受精至第一周末胚胎開始著床,受精卵（1天）,桑椹胚（3天）,囊胚（4天）,著床（8天）,新生命的第

23、四周,新生命的第五周——看啊，眼的雛形出來了,胚胎期：從第二周至第八周,第三周末形成原腸胚,新生命的第六周—四肢和腦都開始初步分化了，真讓人激動 。,新生命的第七周——進一步發(fā)育了，看個整體的吧,人類胚胎第八周時在子宮內(nèi)的照片 ，胚初具人形,新生命的第九周——胎兒已基本成形，看看手的進一步分化,新生命的第十二周——理論上這時的胎兒已可以獨立生活，但其實出世的日子還早,胎兒期：從第九周開始至分娩,新生命的第二十六周——中間的很多周變化不大

24、，是體內(nèi)器官的逐步分化和成熟，就略過吧。二十六周的胎兒如果出世，存活率已經(jīng)很高了！看看就知道差不多了??！,新生命的第二十八周——請注意體位，現(xiàn)在已經(jīng)為分娩做好準備了,如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題：,(1)寫出各個階段的名稱：A：________，B：________，C：________。(2)寫出圖中各標號的名稱：[2]________，[4]________，[5]________，[7]______

25、____，[8]________。(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的________性，B時期開始出現(xiàn)________，C時期開始出現(xiàn)________。,桑椹胚,囊胚,原腸胚,內(nèi)細胞團,囊胚腔,外胚層,原腸腔,內(nèi)胚層,全能,細胞分化,胚層分化,如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題：,(4)[2]將來發(fā)育成________________。(5)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合的生理基礎(chǔ)是_

26、___________、____________。,胎兒的各種組織,透明帶反應(yīng),卵黃膜封閉作用,單卵孿生形成機制,雙胞胎的產(chǎn)生,,,卵裂期,哺乳動物受精過程示意圖,（二）受精階段,,,不同發(fā)育階段的卵泡,我國目前每頭奶牛年平均產(chǎn)奶量為3000kg左右，而國際上良種奶牛平均產(chǎn)奶量可達10000kg；我國蒙古黃牛平均每頭體重300kg左右，而澳大利亞純種海福特牛兩歲時體重就可達到800kg。因此，需要從國外引進優(yōu)良品種，而引進一頭成年牛需要

27、3～5萬元，如此高昂的價格使得我們不能靠大量引進良種牛來提高產(chǎn)量。那么，能不能讓引進的良種?？焖俚卮罅糠敝衬兀窟z憾的是，牛的生育率很低，一頭牛一胎一般只能產(chǎn)一頭牛，一生約生育四五次。如何解決這個難題呢？,,,,,,,,MⅠ,MⅡ,1.細胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細胞內(nèi)其他物質(zhì)——,精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘膜(尾的基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),精子細胞變形中的主要變化：,