體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 PPT課件.ppt

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1、 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 ： 早 期 胚 胎 和 配 子 技 術(shù) 手 段 ： 胚 胎 移 植 、 體 外 受 精 、 胚 胎 分 割 、 胚 胎 干 細 胞 培 養(yǎng) 等 理 論 基 礎(chǔ) ： 哺 乳 動 物 的 受 精 和 早 期

2、胚 胎 的 發(fā) 育 規(guī) 律胚 胎 工 程 的 許 多 技 術(shù) ， 實 際 是 在 體 外 條 件 下 ，對 動 物 自 然 受 精 和 早 期 胚 胎 發(fā) 育 條 件 進 行 的 模擬 操 作 。 因 此 要 了 解 動 物 受 精 和 早 期 胚 胎 發(fā) 育 。 輸 精 管附睪一 .精 子 和 卵 子 的 發(fā) 生（ 1） 發(fā) 生 場 所 ：（ 2） 時 間 ：1.哺 乳 動 物 精 子 的 發(fā) 生不 斷 地 產(chǎn) 生著 精 子睪 丸 初 情 期 （ 青 春 期 ）生 殖 機 能 衰 退 精 原 細 胞有 絲 分 裂初 級 精 母 細 胞次 級 精 母 細 胞精 子 細 胞 （ 含 單 倍 染

3、色 體 ）精 子 M第 一 階 段第 二 階 段第 三 階 段 M精子發(fā)生的過程 多 個 精 原 細 胞染 色 體 復(fù) 制變 形 如 何 變 形 ？ 頂 體 的 發(fā) 生 尾 的 發(fā) 育 精 子 頭 出 現(xiàn) 細 胞 質(zhì) 濃 縮 精 子 形 成高 爾 基 體 發(fā) 育為 頭 部 的 頂 體 中 心 體 演 變?yōu)?精 子 的 尾線 粒 體 聚 集 在尾 的 基 部 形 成線 粒 體 鞘細 胞 內(nèi) 的 其 他 物 質(zhì) 濃縮 成 球 狀 ， 稱 為 原 生質(zhì) 滴 。 隨 著 精 子 的 成熟 過 程 向 后 移 動 ， 直到 最 后 脫 落 。 細 胞 核 變 為 精 子頭 的 主 要 部 分 變 為 精

4、 子 頭 部 的 主 要 部 分 ； 發(fā) 育 為 頭 部 的 頂 體 ； 演 變 為 精 子 的 尾 ； 聚 集 在 尾 的 基 部 形 成 線 粒 體 鞘 ；其 它 物 質(zhì) 濃 縮 成 (球 形 )， 隨 精 子 的成 熟 向 尾 部 移 動 ， 最 后 脫 落 。細 胞 核高 爾 基 體中 心 體線 粒 體 原 生 質(zhì) 滴 頭頸尾 線 粒 體 鞘 精 子 的 形 態(tài)（ 1） 外 形 似 ，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 。 相 似無 關(guān) 頭 頸 尾蝌 蚪 不 同 一 ， 在 自 然 繁 殖

5、 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 ； 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 。 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

6、 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 ？ 不 是 。 這 枚 精 子 既 幸 運 ，又 強 壯 ！ 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

7、 “ 發(fā) 動 機 ” 。 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 ？ 2.卵 子 的 發(fā) 生2、 時 間 ：1、 部 位 ： 卵 巢胎 兒 時 期 和 初 情 期 后 時 間 ： 減 數(shù) 第 一 次 分 裂 是 在 雌 性動 物 排 卵 前 后 完 成 ； 減 數(shù)第 二 次 分 裂 是 在 精 子 和 卵子 結(jié) 合 的 過 程 完 成 的 。 胎兒期初情期后 卵 原 細 胞初 級

8、 卵 母 細 胞次 級 卵 母 細 胞+ 第 一 極 體 合 子 +兩 個 極 體初 級 卵 母 細 胞 2N2N N2N 有 絲 分 裂 數(shù) 目 增 多M 分 裂M 分 裂 初 級 卵 母 細 胞 生長 透 明 帶 形 成卵 細 胞 膜透 明 帶排 卵 減 數(shù) 第 一 次 分 裂 是 在雌 性 動 物 排 卵前 、 后 完 成 的減 數(shù) 第 二 次 分 裂 是 在精 子 和 卵 細 胞 結(jié) 合 的過 程 中 完 成受 精 當 在 卵 細 胞 膜 和 透 明 帶 的 間 隙可 以 觀 察 到 兩 個 極 體 時 ， 說 明卵 子 已 經(jīng) 受 精卵 子 是 否 受 精 的 重 要 標 志 卵 泡

9、 卵 丘 細 胞 初 級 卵 母 細 胞 排 出 的 卵 放 射 冠 （ 卵 丘 細 胞 ）透 明 帶第 一 極 體卵 細 胞 膜細 胞核卵 丘 細 胞 卵 原 細 胞有 絲 分 裂多 個 卵 原 細 胞染 色 體 復(fù) 制初 級 卵 母 細 胞M 第 一 極 體次 級 卵 母 細 胞 兩 個 第二 極 體第 二 極 體卵 子 退 化 消 失M 排 卵 前 后 完 成在 受 精 過 程 完 成被 卵 泡 細 胞 包 圍 ,形 成 卵 泡胎 兒 時期 完 成初情期后青春期后 在 輸 卵 管 中 完成 受 精 過 程 P63/小 資 料 ： 牛 剛 出 生 時 ， 每 側(cè) 卵 巢 大 約 含 有 1

10、5萬 個 卵 泡 ， 每 個 卵 泡 內(nèi) 都 有 一 個 初 級 卵母 細 胞 。 出 生 后 能 夠 發(fā) 育 成 成 熟 排 卵 的卵 泡 只 有 200個 左 右 ， 一 生 產(chǎn) 下 牛 犢 45頭 。 其 他 哺 乳 動 物 的 情 況 類 似 ?？?見 ： 哺 乳 動 物 一 生 中 卵 母 細 胞 的 有 效利 用 率 ， 胚 胎 工 程 要 研究 解 決 這 樣 的 問 題 。很 低 精 子 與 卵 子 的 發(fā) 生 比 較場 所 開 始 時間 細 胞 增殖 方 式 子 細 胞 數(shù)目 是 否 變形 重 要 區(qū) 別精子 卵子 睪丸卵 巢 初 情 期以 后胚 胎 期性 別 分化 以 后

11、先 有 絲分 裂后 減 數(shù)分 裂 4個 精 子細 胞1個卵 細 胞 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 下 列 敘 述 是 有 關(guān) 精 子 和 卵 子 的 區(qū) 別 ： 初 級 性 卵 母 細 胞 的 形 成 時 間 MI和 MII的 時 間 連 續(xù) 性 成 熟 生 殖 細 胞 是 否 經(jīng) 過 變 形 成 熟 生 殖 細 胞 的 染 色 體 數(shù) 量 4.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 ？ 剛

12、 排 出 的 卵 子 尚 未 完 全 成 熟 。 僅 完 成減 數(shù) 第 次 分 裂 ， 需 要 在 輸 卵 管 內(nèi) 進 一步 成 熟 ， 直 到 才能 與 精 子 結(jié) 合 完 成 受 精 過 程 。排 出 的 卵 子 是 在 內(nèi) 與 精 子 受 精 的 。一 減 數(shù) 第 二 次 分 裂 的 中 期輸 卵 管 5、 卵 子 受 精 的 標 志 ： 在 卵 細 胞 膜 和 透 明 帶 的 間 隙 觀 察 到 兩個 極 體 。 透 明 帶卵 細 胞 膜 7、 哺 乳 動 物 精 子 和 卵 子 的 發(fā) 生 主 要 有 哪些 相 似 點 或 不 同 點 ？相 似 點 ：最 初 階 段 均 進 行 有

13、絲 分 裂 ， 不 斷 增 加 生 殖原 細 胞 的 數(shù) 量 ； 經(jīng) 過 減 數(shù) 分 裂 （ M 和 M ）才 能 形 成 精 子 和 卵 子 。不 同 點 ：一 個 精 原 細 胞 四 個 精 子 ；一 個 卵 原 細 胞 一 個 卵 子 ；精 子 形 狀 為 蝌 蚪 狀 ； 卵 子 為 球 形 。多 數(shù) 哺 乳 動 物 卵 泡 的 形 成 和 在 卵 巢 內(nèi) 的 儲備 是 胎 兒 出 生 前 完 成 的 。 二 、 受 精2、 場 所 :1、 概 念 : 輸 卵 管 內(nèi)指 精 子 和 卵 子 結(jié) 合 形 成 合 子 (即 受 精卵 )的 過 程 。 3、 過 程 階 段 主 要 過 程 精

14、 子 獲 能 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 。卵 子 在 輸 卵 管 內(nèi) 達 到 減 數(shù) 第二 分 裂 中 期 （ M ） 時 ， 才 具備 受 精 能 力 。準備階段 精 卵 相 遇 ， 發(fā) 生 頂 體 反應(yīng) ， 精 子 穿 入 放 射 冠 精 子 接 觸 并 穿 過 透 明 帶 ，并 接 觸 卵 細 胞 膜 精 子 頭 部 膨 脹 ，同 時 卵 子 完 成 第二 次 成 熟 分 裂 ，釋 放 第 二 極 體 雌 雄 原核 形 成 兩 個 原 核融 合 第 一 次卵 裂 即將 開 始透 明

15、帶 反 應(yīng) 卵 細 胞 膜 反 應(yīng)釋 放 頂 體 酶 ， 溶 解 卵丘 細 胞 之 間 物 質(zhì) 雄 原 核 雌 原 核卵 子 是 否 受 精 的 重 要 標 志 階 段 主 要 過 程 入 卵 屏 障 精 子 穿 越 放射 冠 和 透 明 帶 進 入 卵 細胞 膜 原 核 形 成 融 合 精 子 通 過 頂 體 反 應(yīng) 釋 放 的 頂體 酶 溶 解 卵 丘 細 胞 和 透 明 帶 ，進 而 穿 越 。受精階段 精 子 核 膜 破 裂 ， 形 成 新 核 膜 ，形 成 雄 原 核 。精 子 被 微 絨 毛 抱 合 ， 進 而 精子 外 膜 與 卵 細 胞 膜 相 互 融 合 ，精 子 入 卵 。

16、卵 子 完 成 減 數(shù) 第 二 次 分 裂 ， 排 出 第 二 極 體 ， 形 成 雌 原 核 。雄 、 雌 原 核 充 分 發(fā) 育 后 彼 此接 觸 ， 合 并 ， 形 成 二 倍 體 受精 卵 。 精 子 觸及 卵 細 胞膜 的 瞬 間 ，產(chǎn) 生 透 明帶 反 應(yīng) 精 子 入卵 后 的（ 卵 細 胞膜 反 應(yīng) ）卵 黃 膜 封閉 作 用 卵 子 受 精 的 標 志 ： 在 卵 黃 膜 和 透 明 帶 的 間 隙 可 以 觀察 到 兩 個 極 體 。受 精 過 程 完 成 的 標 志 :雌 雄 原 核 融 合 ， 形 成 合 子 ， 是 受 精 過程 完 成 的 標 志 。 受 精 卵卵 裂

17、 期桑 椹 胚 囊 胚（ 內(nèi) 含 囊 胚 腔 ） 原 腸 胚（ 內(nèi) 含 原 腸 腔 ）胎 兒 形 成 ： 在 透 明 帶 內(nèi) 進 行 有 絲 分 裂 ， 細 胞 數(shù) 量 不 斷增 加 。： 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： 在 輸 卵 管 進 行 有 絲 分 裂 ， 開 始 發(fā) 育滋 養(yǎng) 層外 胚 層中 胚 層內(nèi) 胚 層原 腸 腔 卵 裂 期 的 特 點細 胞 分 裂 方 式 為 _細 胞 數(shù) 目 _胚 胎

18、總 體 積 _ 或 略 有 _每 個 細 胞 體 積 _每 個 細 胞 DNA數(shù) 目 _總 DNA _有 機 物 總 量 _有 絲 分 裂增 加 不 增 加 縮 小減 小減 少增 加 桑 椹 胚 胚 胎 細 胞 數(shù) 目 個 左 右 ， 該 階 段 由 于 細胞 ， 屬 于 細 胞 ， 細 胞 間 排 列 緊 密 ，形 似 桑 椹 。 32未 分 化 全 能 性 囊 胚 囊 胚 腔細 胞 開 始 ， 并 出 現(xiàn) ；內(nèi) 細 胞 團 將 來 發(fā) 育 成 ；滋 養(yǎng) 層 將 來 發(fā) 育 成 ；體 積 擴 大 會 導(dǎo) 致 ， 稱 為 。分 化 囊 胚 腔各 種 組 織胎 膜 、 胎 盤透 明 帶 破 裂

19、孵 化滋 養(yǎng) 層內(nèi) 細 胞 團 哪 個 階 段 以 前 的 細 胞 為 全 能 細胞 ？哪 個 階 段 的 細 胞 開 始 分 化 ？何 種 結(jié) 構(gòu) 將 來 發(fā) 育 成 胎 兒 的 各種 組 織 ？胎 膜 和 胎 盤 由 什 么 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 育 而來 的 ？什 么 叫 孵 化 ？桑 椹 胚 以 前囊 胚內(nèi) 細 胞 團滋 養(yǎng) 層囊 胚 擴 大 ， 導(dǎo) 致 透 明 帶 破 裂 ， 胚 胎從 其 中 伸 展 出 來 ， 這 一 過 程 叫 孵 化 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 此 時 , 精 子 的 頭 已 經(jīng) 鉆 進 去 了 , 我

20、 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 。 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 。 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 1820周 ， 他 移 動 手 臂 ， 把 手

21、指 放在 唇 邊 ， 這 可 以 促 進 它 對 吮 吸 的 反 映 。 個體發(fā)育過程 胚胎發(fā)育過程 ：從受精卵到成熟胚胎 受精 場 所 ： 雌 性 動 物 輸 卵 管 內(nèi)過 程 ： 精 子 頭 部 進 入 卵 細 胞 中 ， 尾 部 留 在 外 面 。 精 核 與 卵 核 融 合 。結(jié) 果 ： 阻 止 后 繼 精 子 進 入 ， 激 活 卵 子 完 成 減 分 裂 ， 促 進 受 精 卵 分 裂卵裂期 場 所 ： 最 初 在 輸 卵 管 ， 后 移 入 子 宮 。分 裂 方 式 ： 有 絲 分 裂特 點 ： 卵 裂 速 度 快 ， 細 胞 未 生 長 即 進 入 下 次 分 裂 。 DNA、

22、 細 胞 數(shù) 目 不 斷 增 加 ， 每 個 細 胞 體 積 越 來 越 小 ， 總 體 積 基 本 不 變 。桑 椹胚 特 點 ： 卵 裂 形 成 的 包 括 32個 細 胞 左 右 的 胚 ， 每 個 細 胞 都 屬 于 全 能 細 胞囊胚 組 成 ： 內(nèi) 細 胞 團 、 滋 養(yǎng) 層 細 胞 、 囊 胚 腔特 點 ： 細 胞 已 開 始 分 化 ， 內(nèi) 細 胞 團 將 發(fā) 育 成 胎 兒 的 各 種 組 織 。原腸胚 外 胚 層 ： 內(nèi) 細 胞 團 表 層 細 胞 形 成三 胚 層 內(nèi) 胚 層 ： 內(nèi) 細 胞 團 下 方 細 胞 形 成 分 化 成 組 織 器 官 （ 略 ） 中 胚 層

23、： 最 遲 形 成滋 養(yǎng) 層 ： 發(fā) 育 為 胎 兒 的 胎 膜 和 胎 盤二 腔 ： 擴 大 的 原 腸 腔 和 縮 小 的 囊 胚 腔胚 后 發(fā) 育 起 點 是 掙 脫 卵 膜 或 從 母 體 出 生 ， 終 點 是 性 成 熟 個 體 。 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 ？P67/資 料 分 析 馬 的 胚 胎 進 入 子 宮 時 發(fā) 育 程 度 最 高 ， 其 次 為

24、小 鼠 。 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 816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 胎 工 程 提 供 理 論 基 礎(chǔ) ？ 請 結(jié) 合 本 節(jié) 內(nèi) 容 舉 例說 明 。 胚 胎 工 程 的 許 多 技 術(shù) 都 是 在 了 解 哺 乳 動物 自 然 條 件 下

25、 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)

26、自 然 條 件 下 的 基 礎(chǔ) 研 究 成 果 。P67/資 料 分 析 我 國 首 例 “ 虎 獅 獸 ” 2002年 在 南 京 紅 山 動物 園 誕 生 ， 利 用 了 雄 虎 的 精 子 和 雌 獅 的 卵子 “ 體 外 受 精 ” 完 成 這 一 過 程 需 要 解 決 的問 題 精 子 在 體 外 用 獲 能 物 質(zhì) 處 理 用 化 學 物 質(zhì) 處 理 掉 卵 黃 膜 便 于 精 子 進 入 抽 取 精 子 、 卵 子 的 核 進 行 融 合 精 子 入 卵 后 進 行 人 工 處 理 防 止 多 精 入 卵 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 D.4個 DB