《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》.ppt

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1、專題3 胚胎工程,英國人W希普于1890年在劍橋大學將純種安哥拉兔的兩個4細胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利時兔的輸卵管內(nèi)。結果生出兩只純種的安哥拉子免。這是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技術由此創(chuàng)始。,比利時兔,安哥拉兔,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，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。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：哺乳動物受精和早期胚胎 發(fā)育的規(guī)律,3.1 體內(nèi)受精和

2、早期胚胎發(fā)育,1、精子的發(fā)生 (1)場所:精子的發(fā)生是在 內(nèi)的 中完 成的。 (2)時期:(雄性動物)從 到 。,一、精子和卵細胞的發(fā)生,哺乳動物睪丸示意圖,睪丸,初情期,曲細精管,生殖機能衰退,染色體復制,初級精母細胞,精原細胞,多個精原細胞,精子發(fā)生的過程,第一階段,第二階段,第三階段,,,,,,有絲分裂,,,,M,精子細胞,次級精母細胞,,,,,M,,,,變形,精子,,,精子細胞,精子,,,,,,,線粒體,高爾基體,A、頂體的發(fā)生,,發(fā)育中的頂體,,發(fā)育中的尾 （中心體）,B、尾的的發(fā)育,C、精子頭的出現(xiàn),D、細胞質濃縮,E、精子的形成,,原生質滴,,尾,,線粒體鞘,,頂體,

3、精子細胞變形成精子,發(fā)育為,演變?yōu)?形成,濃縮成,變?yōu)?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) 原生質滴(球狀),細 胞 核 高爾基體 中 心 體 線 粒 體 細胞內(nèi)其他物質,精子細胞變形中的主要變化,,,,,,,,,,,精子細胞,精子,1.理清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?,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 無關,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

4、子能夠與卵子結合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 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）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,討論:（教材P62）,2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，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？ 提示：細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控

5、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”。,討論:（教材P62）,2、卵子的發(fā)生 (1)場所:卵子的發(fā)生是在 內(nèi)中完成的。 (2)時期:（動物胚胎）在 以后，即 。由卵原細胞通過不斷 增加其數(shù)量，并進一步演變成 。,動物細胞卵巢、卵泡和卵子的關系圖,卵巢,性別分化,胎兒期,有絲分裂,初級卵母細胞,,卵巢中有卵泡，每個卵泡中有一個初級卵母細胞。,卵子結構圖,在 完成,,一般不進行M,有絲分裂,染色體復制,M,卵原細胞,卵子發(fā)生過程,多個卵原細胞,胎兒時期,,第一極體,,M,

6、卵子,第二極體,退化消失,受精,,,,初級卵母細胞,,次級卵母細胞,,,合子,,,,,,,,,,,,,卵泡細胞,受精過程,排卵前后,,卵子受精的標志： 當在卵黃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)完成了受精。,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？ 提示：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。 2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？ 提示：是指卵子從卵泡中排出。,討論:（教材P63）,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？ 提示：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)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

7、子結合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。,討論:（教材P63）,1.相似點： 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)過減數(shù)分裂（M和M）才能形成精子或卵子。,精子和卵子的發(fā)生異同,2.不同點：,睪丸曲細精管,卵巢 輸卵管,初情期 以后,性別分化以后,4個 精子細胞,1個卵細胞2個極體,是,否,蝌蚪形,圓形,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；精子是從初情期開始的,1.以下說法不正確的是 A.雄性動物從初情期開始產(chǎn)生精子 B.1個精原細胞可以形成4個精子 C.對多數(shù)家畜來說，精子在睪丸內(nèi)形成的時間為兩個月左右 D.動物體型大的產(chǎn)生的精子多且大 2.

8、一個卵泡可以形成的卵子數(shù)目是 A.1個 B.2個 C.3個 D.4個,練習：,3.以下說法正確的是 A.哺乳動物卵泡的形成是在初情期 B.排卵是指排出成熟的卵泡 C.排卵實際上是排出初級卵母細胞 D.排卵實際上是排出次級卵母細胞 4.下例不屬于精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是 A.初級精母、卵母細胞的形成時間 B.M和M的時間連續(xù)性 C.成熟生殖細胞是否發(fā)生變形 D.成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量,二、受精,精子,受精卵,卵黃膜,透明帶,輸卵管,卵子,合子,4、過程,,受精前的準備階段,受精階段,,受精過程,精子獲能,卵子的準備,,放射冠,雌雄原核形成,透明帶,受精卵的形成,卵黃膜,,,準備階段1：

9、精子獲能 即精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。 準備階段2：卵子的準備 即卵子在輸卵管內(nèi)達到減數(shù)第二分裂中期（M）時，才具備受精能力。,受精前準備階段：,受精階段,包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，雌雄原核形成和受精卵形成。,1.什么叫頂體反應？ 2.什么叫透明帶反應？ 3.什么叫卵黃膜的封閉作用？ 4.防止多精入卵受精有哪些生理反應？,此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護著，這使它看起

10、來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,精、卵相遇,,頂體反應,,頂體酶釋放,,溶解卵丘細胞之間物質,,穿越放射冠,接觸透明帶,,,頂體酶溶解透明帶,穿越透明帶,,,接觸卵黃膜,,產(chǎn)生透明帶反應,,形成第一道屏障,,精子被微絨毛抱合,,,精子外膜與卵黃膜融合,,精子注入卵,精 子 注 入 卵 后,變化,,變化,,變化,,產(chǎn)生卵黃膜封閉作用,形成第二道屏障,,尾部脫離核膜破裂,形成雄原核,,激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體,形成雌原核,,發(fā)育 移動 接觸 合并,形成受精卵,,,細胞分裂方式為_______ 細胞數(shù)目____ 胚胎總體積______或略有____ 每個細胞體積_____ DNA

11、數(shù)目_____ 有機物總量_____ 有機物種類_____,減少,1、卵裂期的特點：,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,三、胚胎發(fā)育,增加,根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個階段： 受精卵 卵裂（包括2細胞期、4細胞期、8細胞、16細胞期、32細胞期） 桑椹胚 囊胚期 原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三胚層和原腸腔） 幼體,,,2、胚胎發(fā)育的過程：,,,,,卵裂,,囊胚期,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胎膜和胎盤，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質,內(nèi)細胞團細胞：即胚胎干細胞，是一種未分化的細胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細胞團,囊胚腔,囊胚的形成,歸納：早期胚胎發(fā)

12、育的幾個階段,桑椹胚：細胞屬于 。 囊胚：細胞開始 ； 將來發(fā)育成 ， 將來發(fā)育成胎膜、胎盤，出現(xiàn) 后，進一步擴大會導致 。 原腸胚：內(nèi)細胞團 形成 ， 細胞形成 ，出現(xiàn) 。,全能細胞,,分化,,內(nèi)細胞團,,各種組織,,滋養(yǎng)層,,囊胚腔,,孵化,,表皮的細胞,,外胚層,,下方的,,內(nèi)胚層,,原腸腔,,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,內(nèi)胚層中胚層原腸胚,胚的發(fā)育：,按照一定的 次序向內(nèi)運動,受精卵卵裂囊胚,原腸胚的形成,受精卵,卵裂期,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，

13、細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,：由具有全能性細胞構成，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,：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,胚胎發(fā)育,,滋養(yǎng)層 外胚層 中胚層 內(nèi)胚層 原腸腔,原腸胚3胚層的發(fā)育,外表神經(jīng)和感官；內(nèi)呼消化胰與肝；其余都為中胚層,外胚層：表皮及其附屬結構、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官 內(nèi)胚層：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺體 中胚層：皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官外膜、循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng),1. 表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？ 提示：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。

14、2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？ 提示：馬應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。,資料分析:（教材P67）,3.為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。 提示：胚胎工程的許多技術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)律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使

15、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)自然條件下的基礎研究成果。,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, 我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉的鉆頭，在尾巴拍打的驅動下，努力進入卵子。,穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。,穿過透明帶： 幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。,形成受精卵： 精子進入卵子后，其細胞核變大到和卵子細胞核相似，精子細胞核（雄原核）和卵子細胞核（雌原核）同時向細胞中部靠攏，并相互融合成一個細胞核，這時稱受精卵。,充滿活力的精子,受精后8天。胚芽完成著陸,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140150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 。,