印刷體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1、專題3 胚胎工程,胚胎工程,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，以滿足人類的各種需求。,操作對象：技術(shù)手段：理論基礎(chǔ)：,早期胚胎和配子,胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等,哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技術(shù)的研究 胚胎移植技術(shù)

2、成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動和加速了體外受精技術(shù)的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運而生。,§3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,一、精子的發(fā)生,二、卵子的發(fā)生,三、受精,四、胚胎發(fā)育,3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,一、精子的發(fā)生,3、過程：,1、場所:2、時期:,睪丸的曲細精管,,,初情期,生殖機能衰退,分三個階

3、段,第１階段—初級精母細胞的形成,精原細胞,初級精母細胞,,有絲分裂,第２階段： 精子細胞的生成,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細胞,,MⅠ,,MⅡ,,減數(shù)分裂,第３階段：精子細胞變形成精子,3、過程：,精原細胞,,染色體復(fù)制,精子細胞,精子,自主閱讀: 1.整理精子細胞變形成精子的過程. 2.注重精子各組成分別由精子細胞　　　的哪一部分形成?,第３階段：精子細胞變形成精子,,,,,1.細胞核2.高爾基體3.中心

4、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 (尾的基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),精子細胞變形總結(jié),,,,,,第３階段：精子細胞變形成精子,精子形成的時間為兩個月左右,4、精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動物的體形大小___。,頭 頸 尾,相似,不同

5、 無關(guān),精原細胞,,有絲分裂,初級精母細胞,,次級精母細胞,精細胞,,,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,,提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、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

6、）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,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:,提示：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”。,2.精子細胞變成精子的過程中

7、，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？,Back,二、卵子的發(fā)生,1、場所：,卵巢,2、過程,自主閱讀：　?。保砬迓炎拥男纬蛇^程（借助減數(shù)分　　　　裂知識）　　２．注意新的專業(yè)術(shù)語指向和理解　?。常⒅芈炎有纬膳c精子形成的差異,,卵泡＝卵泡細胞＋初級卵母細胞,排出的卵,,卵丘細胞,卵泡腔,卵原細胞,,發(fā)生時間：胎兒期地點：卵巢,多個卵原細胞,,初級卵母細胞

8、,ＭⅠ在雌性動物排卵前后完成,,次級卵母細胞和第一極體,,ＭⅡ在受精過程中完成 地點：輸卵管,合子和兩個極體,有絲分裂,,,,胎兒期,,,,透明帶,卵細胞膜,卵原細胞,,初級卵母細胞,,初級卵母細胞,次級卵母細胞 第一極體,,,第二極體,時間：排卵前后,M Ⅰ,生長，透明帶生成,,,第一極體,MⅡ,發(fā)生時間:受精時發(fā)生地點:輸卵管,合子和兩個極體,,受精,,初情期后,,卵子是否受精的重要標(biāo)志 P63,（通過有絲分裂增殖）,判

9、斷卵子受精以觀察到兩個極體為標(biāo)志，卵母細胞減數(shù)分裂不是形成三個極體嗎？,人類和大部分哺乳動物：第一極體很少再進行第二次分裂，只有少部分哺乳動物的第一極體才會分裂形成兩個第二極體 ； 即使分裂，在實際操作中也不容易三個都同時觀察到，但只要能看到兩個極體，就足以說明問題。,疑問,在卵細胞膜和透明帶間隙有兩個極體是卵子是否受精的重要標(biāo)志,思考：1.卵子是否受精的重要標(biāo)志是什么？,減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中,3.排出的卵子是什么時

10、期的細胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母細胞，例如馬、犬。,2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？,,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.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？,答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)

11、合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。,答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。,答：是指卵子從卵泡中排出。,討論：,探究展示：,最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次細胞分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子或卵子。,相似點：,精子和卵子的發(fā)生有何異同?,精子與卵子的發(fā)生比較,睪丸,卵巢輸卵管,初情期以后,胚胎期性別分化以后,先有絲分裂后減數(shù)分裂,4個 精子細胞,1個卵細胞 3個

12、極體,變形為蝌蚪形,球形 不變形,精子是從初情期開始的；而哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的,鞏固練習(xí),1.下列不屬于胚胎工程的是： （ ）,A.體外受精 B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,2.有一個卵原細胞中含有A與A’、B與B’兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（ ）,A.1個 B.0或1個 C.2個

13、 D.4個,D,B,3、卵子的成熟部位和受精部位正確的是 （ ） A、卵巢 卵巢 B、卵巢 輸卵管 C、 輸卵管 輸卵管 D、輸卵管 子宮4、下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是 （ ） A、初級精母、卵母細胞形成時間 B、MⅠ分裂和MⅡ分裂的

14、時間連續(xù)性 C、成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形 D、成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量,C,D,5、下圖表示卵子發(fā)生過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。,,（1）圖中A是 ，B是 ，E是指 作用， 階段C指 ，階段D是指 （2）當(dāng)觀察到第二極體時，

15、可以表明 （3）能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是 （填序號）,,,,,,,,第一極體,合子,受精,胎兒期,初情期,卵子己完成了受精,①④,D,三、受精,1、概念:,2、標(biāo)志:,3、場所:,1、概念: 指精子和卵子結(jié)合形成合 子 (即受精卵)的過程。,2、標(biāo)志: 在卵細胞膜和透明帶的間隙 觀察到兩個極體時,

16、3、場所: 輸卵管,4、過程,,受精前的準備階段,受精階段,,準備階段1：精子獲能,準備階段2：卵子的準備,精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。,卵子在輸卵管內(nèi)達到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時，才具備受精能力。,精子經(jīng)過哪些困難才能與卵子結(jié)合呢？,1)精子穿越放射冠和透明帶,2）進入卵細胞膜,3）原核形成和配子結(jié)合,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)（防止多精子入卵受精的第一道屏障）,當(dāng)?shù)谝痪舆M入卵細胞膜后，卵細胞膜立

17、刻緊縮、增厚、阻止其他精子進入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精,卵細胞膜反應(yīng)（第二道屏障）,,受精完成標(biāo)志,小結(jié)受精階段: 精子穿越放射冠 精子穿越透明帶 精子穿越卵黃膜 原核形成 配子結(jié)合,,,,,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)（第一道屏障）,卵細胞膜反應(yīng)（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),受精完成的標(biāo)志,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,,精子試圖進入卵子 瞬間,此時,

18、精子的頭已經(jīng)鉆進去了, 我們還可以看 到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭， 在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。,精子試圖進入卵子 瞬間,根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段：,受精卵,囊胚期,原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三,幼體,,,,卵裂（包括2細胞期、4細胞期、,8細胞、16細胞期、32細胞期）,,胚層和原腸腔）,四、胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,,,,在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細

19、胞數(shù)量不斷增加，胚胎總體積并不增加，或略有減少，DNA增多，有機物減少。,由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,,內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,,,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層,,胎兒形成,桑 椹,桑椹胚,,,囊胚期,滋養(yǎng)層,內(nèi)細胞團,囊胚腔,囊胚的形成,,孵化：囊胚進一步擴大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎 從其

20、中擴展出來。囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結(jié)束,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原腸胚,胚的發(fā)育：,,受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,孕四周,受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片,此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。,神奇的生命

21、現(xiàn)象,新生兒,1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚

22、胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。,動物的個