卵细胞和精子的形成.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,资料,1,、通常情况下，一只母羊一胎只生,1,2,只羔羊。畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊的数量。怎样才能提高羊的繁殖速率呢？,2,、一位妇女不能怀孕，但是这对夫妇想要一个自己的小孩，有什么办法吗？,专题,3,胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程指对动物,早期胚胎,或,配子,所进行的多种显微操作和处理技术，如,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养,等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到,雌性,动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,操作对象：,技术手段：,理论基础：,操作目的：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,生产后代，满足人类需求,实例,1,：,1.,下列不属于胚胎工程技术的是（）,A.,体外受精,B.,胚胎分割、胚胎移植,C.,胚胎干细胞培养,D.,转基因鲤鱼的培育,3.1,体内受精和,早期胚胎发育,一、精子的发生,3,、过程：,1,、场所,:,2,、时期,:,睾丸的曲细精管,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,第阶段,初级精母细胞的形成,精原细胞,多个精原细胞,有丝分裂,第阶段,：,精子细胞的生成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,第阶段：精子细胞变形成精子,3,、过程：,初级精母细胞,染色体复制、其他物质合成,第阶段：精子细胞变形成精子,1.,细胞核,2.,高尔基体,3.,中心体,4.,线粒体,5.,细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘,(,尾的基部,),原生质滴,(,球状,最后脱落,),精细胞变形总结,第阶段：精细胞变形成精子,4,、精子的形态：,（,1,）外形似蝌蚪，分,_,、,_,、,_,、三大部分。,（,2,）不同种动物精子的形态,_,，大小略有,_,，与动物的体形大小,_,。,头 颈 尾,相似,不同 无关,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位,(,输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。,1.,家畜每次射精排出的精子数以亿计，,但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,问题讨论,:,提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的,“,动力工厂,”,或,“,发动机,”,。,2.,精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,Back,二、卵子的发生,1,、场所：,卵巢,胎儿期,透明带,卵黄膜,卵原细胞,初级卵母细胞,有丝分裂,后演变,初级卵母细胞,次级卵母细胞,第一极体,第二极体,时间：排,卵,前后,M,生长，透明带生成,第一极体,M,发生时间,:,受精时发生地点,:,输,卵,管,合子和两个极体,受精,初情期后,2,、过程,卵原细胞,发生时间：胎儿期，,地点：,卵巢,多个卵原细胞,初级卵母细胞,在雌性动物排卵前后完成,次级卵母细胞和第一极体,在受精过程中完成,地点：输卵管,合子和两个极体,有丝分裂,在卵黄膜和透明带间隙有,两个极体,是卵子是否受精的重要标志,思考：,1.,卵子是否受精的重要标志是什么？,减数第二次分裂过程是在,输卵管,中,3.,排出的卵子是什么时期的细胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,2.,产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,1.,一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,2.,排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？,3.,刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成,减数第一次分裂,，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵,子是在输卵管内与精子受精的。,答：正常情况下，一个卵泡只能形成,一个,成熟的卵子。,答：是指卵子从,卵泡,中排出。,讨论：,探究展示,：,最初阶段均进行,有丝分裂,，不断增加生殖原细胞的数量；经过,两次细胞分裂,（,M,和,M,）才能形成精子或卵子。,相似点：,精子和卵子的发生有何异同,?,项目,精子的发生,卵子的发生,区别,处所,时间,过程特点,结果,是否变形,相同点,睾丸,卵巢,输卵管,初情期后,胎儿期,初情期,受精期,连续的，需变形；细胞质均等分配,MM,是不连续的，不需变形；细胞质不均等分配,4,个精子,一个卵子和,3,个极体,需要,不需要,原始生殖细胞的增殖为有丝分裂,生殖细胞的成熟为减数分裂,成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半,三、受精,1,、概念,:,2,、标志,:,3,、场所,:,1,、概念,:,指,精子和卵子,结合形成,合,子,(,即,受精卵,),的过程。,2,、标志,:,在,卵黄膜和透明带,的间隙,观察到,两个极体,时。,3,、场所,:,输卵管,。,4,、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,准备阶段,1,：,精子获能,准备阶段,2,：,卵子的准备,精子在,雌性动物生殖道内,发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象,。,卵子在,输卵管内,达到,减数第二分裂中期（,M,）,时，才具备受精能力,。,精子经过哪些困难才能与卵子,结合,呢？,1,),精子,穿越放射冠,和,透明带,顶体反应,-,顶体内的,酶,释放，溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质和透明带,。,穿越透明带，接触卵黄膜,-,透明带反应,（,第一道屏障,）,精子穿越,放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成,配子结合,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠）,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（,作用,）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障 （,作用？,）,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,卵子受精的标志：,当在,卵黄膜和透明带,的间隙可以观察到,两个极体,时，说明卵子已经完成了受精。,区分受精的标志和受精完成的标志,受精的标志是第二极体的形成，也就是减数分裂的第二次分裂形成的最后极体；,而受精完成的标志是雌雄原核形成合子，才是受精完成的标志。,5.,受精作用的实质和意义,维持每种生物,前后代,体细胞中,染色体数目的恒定,；对于生物的遗传和变异十分重要。,四、胚胎发育,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,胚胎总体积,_,或略有,_,每个细胞体积,_,DNA,数目,_,有机物总量,_,有机物种类,_,减少,1,、卵裂期的特点：,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,三、胚胎发育,增加,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,中胚层,外胚层,内胚层,原肠腔,：在,透明带内,进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但,胚胎总体积并不增加，或略有减少,。,：由具有,全能性细胞,构成，细胞数在,32,个左右,，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：,最初,在,输卵管,进行有丝分裂,充满活力的精子,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,瞬间,此时,精子的头已经钻进去了,我们还可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。,精子试图进入卵子 瞬间,穿过,放射冠,：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。,-,当第一个精子,穿越透明带接触卵黄膜时,，,透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子进入透明带,。,透明带反应,：,-,当第一精子进入卵黄膜后，,卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精,。,卵黄膜封闭作用,：,防止多精入卵的两道防线,精子,进入卵子后,原核膜破裂，形成新核膜，形成,雄原核。,卵子,被激活完成减二分裂，,排出第二极体,，形成,雌原核,。,两者向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。,受精卵（第一天）,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,(,第,3,天,),囊胚,囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束,囊胚期,滋养层：发育成胎膜和胎盘，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质,内细胞团细胞：即胚胎干细胞,，是一种未分化的细胞，,具有全能性,，能发育成完整的胚胎,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,囊胚腔,原肠腔,原肠胚,外胚层,中胚层,内胚层,内胚层,中胚层,原肠胚,胚的发育：,按照一定的,次序向内运动,受精卵,卵裂,囊胚,原肠胚的形成,原肠胚,3,胚层的发育,外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层,外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官,内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体,中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统,受精后,8,天。胚牙完成,着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞,。,受精后,6,星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟,140150,下是母亲心跳的两倍。,此时胎儿已长到,20,周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映,。,胚胎工程的应用及前景,胚胎工程,胚胎工程指对动物,早期胚胎,或,配子,所进行的多种显微操作和处理技术，如,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养,等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到,雌性,动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,操作对象：,技术手段：,理论基础：,操作目的：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,生产后代，满足人类需求,试管牛,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的,卵母细胞,“,试管牛,”,工厂化生产的技术流程图,一、体外受精和胚胎体外培养,体外受精,概念：,采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。,过程：,（,1,）精子的收集和获能；,（,2,）卵母细胞的收集和培养；,（,3,）获能精子和卵细胞的受精。,精子的收集和获能,1),收集的方法,:,假阴道法,手握法,和,电刺激,等,2),获能处理,:,培养法：啮齿动物、,家兔和猪,化学法：牛、羊,卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,屠宰场母畜卵巢或者直接从活体采集,获能处理,:,培养法：,啮齿动物、家兔和猪的精子放入人工配置的获能液中培养一段时间即可获能,化学法：,牛、羊等精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体,A23187,溶液中，用化学药物诱导精子获能,在,获能溶液,或,专用的受精溶液,中完成受精过程。,体外受精,受精后形成的受精卵需经,早期发育培养,，才能完成植入或着床,1988,年,3,月,10,日我国首例试管婴儿,1992,年,我国首例三胞胎试管婴儿,胚胎的早期培养,培养液,:,水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等,.,二、胚胎移植,胚胎移植,供体：,提供胚胎的个体。,受体：,接受胚胎的个体。,良种雌,(,雄,),性动物。,一般品种的雌性动物。,过程,胚胎的来源：,雌性动物的早期胚胎或体外受精得到的胚胎。,阅读课本,P,64,回答下列问题,:,用文字和箭头表示出胚胎移植,流程图,;,怎样让供体母牛超数排卵,?,同期发情处理的目的是什么,?,胚胎移植的,意义,?,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,基,本,程,序,1,超数排卵,用前面所述的超数排卵技术，在母牛发情期（发情期当天为零天）的第九天开始肌肉注射,FSH,，以递减剂量连续注射,4,天，每天注射两次（间隔,12h,），总剂量为,300400U,；第三天的上下午，在注射,FSH,的同时肌肉注射氯前列烯醇（,PGF2,的类似物）各两支（,0.2mg/,支）。,2,同步发情,同期发情又称同步发情，就是利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。,3,人工受精,激素注射结束后，观察到发情后小时，开始第一次输精，时隔小时进行第二次输精，输精量是常规量的两倍。,强调：胚胎移植成功与否要有两个条件,（,1,）胚胎移植一般应在,同种的雌性,供体和受体之间进行。,（,2,）进行胚胎移植的供体和受体的,生理状态要相同,。,.,.,胚胎移植的意义：,1),加速育种工作和品种改良；,2),大量节省购买种畜的费用；,3),一胎多产；,4),保存品种资源和濒危物种；,5),可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。,将,经济价值较高、遗传性状优秀,的母畜，经过,激素处理,，使其,超数排卵,后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到,同期发情,的代孕母畜的子宫内，通过代孕母畜妊娠产仔的技术。,胚胎移植,“,借劣质动物之腹怀优秀个体之胎,”,三,、,胚胎分割,指借助显微操作技术将,早期胚胎,切割成,几等份,，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。,胚胎分割,优势,:,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,可视为胚胎克隆的一种方法,特点,:,三、胚胎分割,选择的胚胎,:,注意事项：,后代具有相同的遗传物质,发育良好的，形态正常的,桑椹胚或囊胚,(,内细胞团的均等分割,),。,均等分裂,过程,仪器,操作,胚胎移植,透明带,滋养层,内细胞团,DNA,分析,显微操作仪,实体显微镜,选择良好的,桑椹胚,或,囊胚,移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。,受精卵,分裂,早期胚胎,胚胎分割基本过程,代孕母牛,植入,植入,分割,四、胚胎干细胞,1,、概念：简称,ES,或,EK,细胞，是由,早期胚胎或原始性腺,中分离出来的一类细胞。,2,、特点：,（,1,）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。,（,2,）功能：具有发育的,全能性,。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞,.,体外培养可增殖不分化。,（,3,）在,体外,培养的条件下，,ES,细胞可以,增殖而不发生分化,。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,胚胎干细胞：,ES,、,EK,。,特性：体积小、细胞核大、核仁明显、全能性、增殖不分化。,3,、胚胎干细胞,受精,全能细胞,囊胚,内细胞团细胞,胎儿,生殖腺细胞,胚胎干细胞分离培养,专能干细胞,多能干细胞,全能干细胞,特点,只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,能分化成多种细胞或组织,，,但不能发育成完整个体,能形成机体的所有组织器官,，,发育成完整个体,举例,上皮组织基底层的干细胞,，,成纤维细胞,造血干细胞,胚胎干细胞,胚胎干细胞的种类,胚胎干细胞应用,（,1,）治疗人类顽症：,如帕金森综合症、少年糖尿病等。,（,2,）培育人造组织器官：,解决供体器官不足、免疫排斥等,（,3,）研究体外细胞分化。,随堂练习,1,、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是,A,、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植,B,、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态,C,、超数排卵技术要使用一定的激素,D,、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,2,、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是,A,、供体母牛必须是同一物种的良种,B,、受体母牛必须是同一物种的良种,C,、供体公牛必须是同一物种的良种,D,、受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,3,、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是,A,、细胞分裂,B,、细胞特化,C,、细胞分化,D,、细胞增殖,