《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》參考課件.ppt

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專題3胚胎工程,資料,1、通常情況下，一只母羊一胎只生1—2只羔羊。畜牧業(yè)生產(chǎn)上需要快速增加高產(chǎn)肉羊或奶羊的數(shù)量。怎樣才能提高羊的繁殖速率呢？,2、一位婦女不能懷孕，但是這對夫婦想要一個自己的小孩，有什么辦法嗎？,胚胎工程,胚胎工程指對動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,胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等,哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,一.胚胎移植技術(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。,胚胎工程的建立,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,一、精子的發(fā)生,3、過程：,1、場所:2、時期:,睪丸的曲細(xì)精管,,初情期,生殖機(jī)能衰退,分三個階段,第１階段：初級精母細(xì)胞的形成,精原細(xì)胞,多個初級精母細(xì)胞,,數(shù)次有絲分裂,第２階段：精子細(xì)胞的生成,初級精母細(xì)胞,次級精母細(xì)胞,精子細(xì)胞,,MⅠ,,MⅡ,,減數(shù)分裂,第３階段：精子細(xì)胞變形成精子,3、過程：,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?,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(球狀,最后脫落),精子細(xì)胞變形總結(jié),,,,,,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,無關(guān),精原細(xì)胞,,有絲分裂,初級精母細(xì)胞,,次級精母細(xì)胞,精細(xì)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(xì)胞,染色體復(fù)制,變形,,思考與討論：,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(fèi)嗎?怎樣理解這一現(xiàn)象?,2.精子細(xì)胞變成精子的過程中,細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失,而細(xì)胞核卻保留了下來,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：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(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對精子進(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，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(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(xì)胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)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(yùn)動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機(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)會消失，而細(xì)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,1、場所：,卵巢,二、卵子的發(fā)生,2、過程,,自主閱讀：１．理清卵子的形成過程（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３．注重卵子形成與精子形成的差異,,,胎兒期,,,,透明帶,卵黃膜,卵原細(xì)胞,,初級卵母細(xì)胞,有絲分裂,,初級卵母細(xì)胞,次級卵母細(xì)胞第一極體,,,第二極體,時間：排卵前后,MⅠ,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,卵原細(xì)胞,,發(fā)生時間：胎兒期地點：卵巢,多個卵原細(xì)胞,,初級卵母細(xì)胞,ＭⅠ在雌性動物排卵前后完成,,次級卵母細(xì)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,,在卵黃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,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，有的可能是次極卵母細(xì)胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母細(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？,思考：,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(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：,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（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?,探究展示：,卵子和精子的發(fā)生主要不同點：,Back,初情期后形成,要變形,不變形,睪丸內(nèi)完成,1個卵子和3個極體,4個精子,卵巢和輸卵管,胎兒期(先天的),蝌蚪形,球形,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:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。,3、場所:輸卵管,三、受精,一)受精前的準(zhǔn)備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(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,4、過程,,二）受精階段,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。,哺乳動物受精過程示意圖,1)精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)(第一道),2)精子進(jìn)入卵黃膜,卵黃膜封閉作用（第二道）,3)原核形成,雄原核和雌原核形成,4)配子結(jié)合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),,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。,,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(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€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；對于生物的遺傳和變異十分重要。,Back,1、卵裂期的特點：,細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____每個細(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,四.胚胎發(fā)育,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(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個左右，排列緊密，形似桑椹,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織,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)育的幾個階段,充滿活力的精子,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(guān)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(yùn)動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護(hù)著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,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,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，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭,在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進(jìn)入卵子。,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚︱胚卵期,受精后8天。胚完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)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20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對吮吸的反映。,1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)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(jìn)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(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。,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(rèn)識了這些自然規(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。,以下說法對嗎？1.精原細(xì)胞生成精子需經(jīng)過三次分裂。2.初級精母細(xì)胞經(jīng)過兩次減數(shù)分裂生成精子細(xì)胞。3.曲細(xì)精管中的細(xì)胞都在進(jìn)行減數(shù)分裂。4.從初情期到衰老，雄性動物一直在產(chǎn)生精子。,瞬時鞏固:,卵子結(jié)構(gòu)圖,資料:,,