體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 劉引.ppt

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1、英國(guó)人W希普于1890年在劍橋大學(xué)將純種安哥拉兔的兩個(gè)4細(xì)胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利時(shí)兔的輸卵管內(nèi)。結(jié)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(shù)由此創(chuàng)始。,比利時(shí)兔,安哥拉兔,專題3 胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)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(xì)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(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。,操作對(duì)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(xì)胞培養(yǎng)等,哺乳動(dòng)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

2、植技術(shù)的研究 胚胎移植技術(shù)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(dòng)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(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。,3.1 體內(nèi)受精和 早期胚胎發(fā)育,一、精子和卵子的發(fā)生,回憶減數(shù)分裂,進(jìn)行_________的生物，在產(chǎn)生______ 細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的 的細(xì)胞分裂.在減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞分裂兩次。其結(jié)果是：_______生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目，比______生殖細(xì)胞的減少了一半。,有性生殖,成熟生殖,染色體數(shù)目減半,成熟,原始,(一)、精子的發(fā)生,3、

3、過程：,1、場(chǎng)所: 2、時(shí)期:,睪丸的曲細(xì)精管,,,初情期,生殖機(jī)能衰退,分三個(gè)階段,第階段初級(jí)精母細(xì)胞的形成,精原細(xì)胞,初級(jí)精母細(xì)胞,,有絲分裂,第階段： 精子細(xì)胞的生成,初級(jí)精母細(xì)胞,次級(jí)精母細(xì)胞,精子細(xì)胞,,M,,M,,減數(shù)分裂,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,3、過程：,精原細(xì)胞,,染色體復(fù)制,精子細(xì)胞,精子,自主閱讀: 1.整理精子細(xì)胞變形成精子的過程. 2.注重精子各組成分別由精子細(xì)胞 的哪一部分形成?,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,,,,,1.細(xì)胞核 2.高爾基體 3.中心體 4.線粒體 5.細(xì)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

4、 (球狀,最后脫落),精子細(xì)胞變形總結(jié),,,,,,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,精子形成的時(shí)間為兩個(gè)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(dòng)物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動(dòng)物的體形大小___。,頭 頸 尾,相似,不同 無關(guān),精原細(xì)胞,,有絲分裂,初級(jí)精母細(xì)胞,,次級(jí)精母細(xì)胞,精細(xì)胞,,,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(gè)精原細(xì)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(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部

5、位，將對(duì)精子進(jìn)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(dá)受精部位(輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)， 但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問題討論:,提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)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(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。,2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對(duì)這

6、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？,(二)、卵子的發(fā)生,1、場(chǎng)所：,卵巢,2、過程,自主閱讀： 理清卵子的形成過程（借助減數(shù)分 裂知識(shí)） 注意新的專業(yè)術(shù)語指向和理解 注重卵子形成與精子形成的差異,卵子結(jié)構(gòu)圖,資料:,,,胎兒期,,,,透明帶,卵黃膜,卵原細(xì)胞,,初級(jí)卵母細(xì)胞,有絲分裂,,初級(jí)卵母細(xì)胞,次級(jí)卵母細(xì)胞 第一極體,,,第二極體,時(shí)間：排卵前后,M ,生長(zhǎng)，透明帶生成,,,第一極體,M,發(fā)生時(shí)間:受精時(shí)發(fā)生地點(diǎn):輸卵管,合子和兩個(gè)極體,,受精,,初情期后,,卵子是否受精的重要標(biāo)志 P63,卵原細(xì)胞,,發(fā)生時(shí)間：胎兒期， 地點(diǎn)：卵巢,多個(gè)卵原細(xì)胞,,初級(jí)卵母細(xì)胞,在雌

7、性動(dòng)物排卵前后完成,,次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體,,在受精過程中完成 地點(diǎn)：輸卵管,合子和兩個(gè)極體,有絲分裂,,在卵黃膜和透明帶間隙有兩個(gè)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(shí)期的細(xì)胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，例如豬、羊，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)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(gè)卵泡中能形成幾個(gè)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

8、完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)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(gè)卵泡只能形成一個(gè)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(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次細(xì)胞分裂（M和M）才能形成精子或卵子。,相似點(diǎn)：,精子和卵子的發(fā)生有何異同?,初情期 后形成,要 變形,不 變形,睪 丸 內(nèi)完成,,,,,卵子和精子的發(fā)生主要不同點(diǎn)：,1個(gè)卵子和3個(gè)極體,4個(gè)精子,卵巢和輸卵管,胎兒期(先天的),,蝌蚪 形,球形,,,重要區(qū)別？？？,P63,二、受精,1、概念

9、:指精子和卵子結(jié)合形成合子 (即受精卵)的過程。,2、標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)。,3、場(chǎng)所:雌性的輸卵管,4、包括:受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段,充滿活力的精子,一)受精前的準(zhǔn)備階段: 1)精子獲能:精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象. 2)卵子的準(zhǔn)備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力（卵子在排出后2-3小時(shí)才能被精子穿入）,3.過程：,4、過程,張明覺和奧斯汀稱為“精子獲能” 找到了使精子在體外獲能的物質(zhì),二)受精階段: 1)精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞間的

10、物質(zhì) 透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子進(jìn)入卵黃膜 卵黃膜封閉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)配子結(jié)合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵) 不是二者原有的細(xì)胞核融合,受精作用的實(shí)質(zhì)：雌雄原核的融合,包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。,受精階段發(fā)生的三個(gè)反應(yīng)？,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,精子試圖進(jìn)入卵子,此時(shí), 精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了, 我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。,,穿越放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿越放射冠。,,幾個(gè)

11、精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)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。,穿過透明帶：,形成受精卵：,5.意義,維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。,1、卵裂期的特點(diǎn)：合子在輸卵管內(nèi)的有絲分裂 透明帶內(nèi)進(jìn)行的有絲分裂,細(xì)胞分裂方式為_______ 細(xì)胞數(shù)目____ 每個(gè)細(xì)胞體積_____ 胚胎總體積_____或略有___ DNA數(shù)目_____ 有機(jī)物總量_____ 有機(jī)物種類_____,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減少,增加,三.胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚

12、腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,胎兒形成,,,,,,：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)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(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹。之前的每個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞：將發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂,,外胚層、中胚層、內(nèi)胚層 滋養(yǎng)層 原腸腔,2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,開始出現(xiàn)細(xì)胞分化,囊胚孵化,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,桑 椹,,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(yíng)養(yǎng)物質(zhì),內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)

13、胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),囊胚腔,囊胚的形成,受精后8天，胚完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時(shí)它分裂發(fā)育為幾百個(gè)細(xì)胞。,受精后6周，人形已隱約可見。這時(shí)，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(shí)在子宮內(nèi)的照片,此時(shí)胎兒已長(zhǎng)到20周，他移動(dòng)手臂，把手指 放在唇邊，這可以促進(jìn)它對(duì)吮吸的反映 。,1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)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(shí)，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(jìn)入子宮時(shí)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

14、可在816細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。,3.為什么說關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)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(dòng)物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識(shí)了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，才使卵母細(xì)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(xì)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(dòng)

15、物的個(gè)體發(fā)育,,胚胎發(fā)育,胚后發(fā)育,,受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原腸胚、幼體,幼體、成體,受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn),直接發(fā)育和變態(tài)發(fā)育,受精卵成體,補(bǔ)充P67的圖,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(xì)胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,2.有一個(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A、B與B兩對(duì)同源染色體，它形成的含有AB的配子有（ ）,A.1個(gè) B.0或1個(gè) C.2個(gè) D.4個(gè),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(jí)精母、卵母細(xì)胞形成時(shí)間 B、M分裂和M分裂的時(shí)間連續(xù)性 C、成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形 D、成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量,C,D,5、下圖表示卵子發(fā)生過程，請(qǐng)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(shí)，可以表明 （3）能發(fā)生染色體的著絲點(diǎn)分裂的階段是 （填序號(hào)） （4）階段存在的變異方式是,,,,,,,,,第一極體,合子,受精,胎兒期,初情期,卵子己完成了受精,,基因突變、染色體變異,D,謝 謝,