高中生物体内受精和早期胚胎发育-PPT.pptx

高中生物体内受精和早期胚胎发育胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行得多种显微操作和处理技术进行得多种显微操作和处理技术,如胚胎如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得得胚胎胞培养等技术。经过处理后获得得胚胎,还需要移植到雌性动物体内生产后代还需要移植到雌性动物体内生产后代,以以满足人类得各种需求。满足人类得各种需求。操作对象操作对象:早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段技术手段:体外受精、胚胎移植、体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培胚胎分割、胚胎干细胞培 养等养等理论基础理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎哺乳动物受精和早期胚胎 发育得规律发育得规律 1 1、精子得发生、精子得发生(1)(1)场所场所:精子得发生就是精子得发生就是在在 内得内得 中完中完成得。成得。(2)(2)时期时期:(:(雄性动物雄性动物)从从 到到 。一、精子和卵细胞得发生一、精子和卵细胞得发生哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 睾丸睾丸初情期初情期曲细精管曲细精管生殖机能衰退生殖机能衰退初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞(3)精精子子发发生生得得过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有丝分裂有丝分裂M精子细胞精子细胞次级精母细胞次级精母细胞M变形变形精子精子精子细胞精子细胞精子精子线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体得发生、顶体得发生发育中得顶体发育中得顶体发育中得尾发育中得尾(中心体中心体)B B、尾得得发育、尾得得发育C C、精子头得出现、精子头得出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子得形成、精子得形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体精子细胞变形成精子得过程精子细胞变形成精子得过程发育为发育为演变为演变为形成形成浓缩成浓缩成变为变为精子头得主要部分精子头得主要部分头部得顶体头部得顶体精子得尾精子得尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾得基部尾得基部)原生质滴原生质滴(球状球状)细细 胞胞 核核高尔基体高尔基体中中 心心 体体线线 粒粒 体体细胞内其她物质细胞内其她物质精子细胞变形中得主要变化精子细胞变形中得主要变化精子细胞精子细胞精子精子 1 1、理清精子细胞变形成精子得过程。、理清精子细胞变形成精子得过程。2 2、注重精子各组成分别由精子细胞、注重精子各组成分别由精子细胞得哪一部分形成得哪一部分形成?精子得形态精子得形态:l外形似蝌蚪外形似蝌蚪,分分_、_、_、三大、三大部分。部分。l不同种动物精子得形态不同种动物精子得形态_,大小略大小略有有_,与动物得体型大小与动物得体型大小_。头头 颈颈 尾尾相似相似不同不同 无关无关大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静1 1、家畜每次射精排出得精子数以亿计、家畜每次射精排出得精子数以亿计,但就是通但就是通常只有一个精子能够与卵子结合常只有一个精子能够与卵子结合,这能说就是一种这能说就是一种浪费吗？怎样理解这一现象？浪费吗？怎样理解这一现象？提示提示:不就是。其一不就是。其一,在自然繁殖得条件下在自然繁殖得条件下,可以说可以说就是动物为繁殖后代、延续物种得一种生理保障就是动物为繁殖后代、延续物种得一种生理保障机制机制;其二其二,在自然条件下在自然条件下,精子从射精部位运行到精子从射精部位运行到受精部位受精部位,将对精子进行筛选将对精子进行筛选,并致使大量得精子途并致使大量得精子途中死亡中死亡,被分解或排除被分解或排除,造成精子大量损耗。最后到造成精子大量损耗。最后到达受精部位达受精部位(输卵管输卵管)得精子只剩百余个得精子只剩百余个,与卵子完与卵子完成受精得只有一个。成受精得只有一个。讨论讨论:(:(教材教材P62)P62)2 2、精子细胞变成精子得过程中、精子细胞变成精子得过程中,细胞中很多结细胞中很多结构会消失构会消失,而细胞核和线粒体都保留下来而细胞核和线粒体都保留下来,对这对这一现象怎样理解？为什么精子中得线粒体集中一现象怎样理解？为什么精子中得线粒体集中在尾得基部？在尾得基部？提示提示:细胞核就是精子遗传物质储存和复制得场细胞核就是精子遗传物质储存和复制得场所所,也就是参与精、卵结合和后代遗传特性与细也就是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动得控制中心。而线粒体则就是有氧胞代谢活动得控制中心。而线粒体则就是有氧呼吸产生运动能量得场所。精子得线粒体集中呼吸产生运动能量得场所。精子得线粒体集中于尾得基部形成线粒体鞘膜于尾得基部形成线粒体鞘膜,就是精子维持生存就是精子维持生存和运动能量得和运动能量得“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。讨论讨论:(:(教材教材P62)P62)充满活力得精子充满活力得精子 2 2、卵子得发生、卵子得发生(1)(1)场所场所:卵子得发生卵子得发生就是在就是在 内中完内中完成得。成得。(2)(2)时期时期:(:(动物胚胎动物胚胎)在在 以后以后,即即 。动物细胞卵巢、卵动物细胞卵巢、卵泡和卵子得关系图泡和卵子得关系图卵巢卵巢性别分化性别分化胎儿期胎儿期在在 完成完成被被 包包围，形成卵泡围，形成卵泡一般不一般不进行进行MM有丝分裂有丝分裂MM卵原细胞卵原细胞(3)卵卵 子子 发发生过生过程程胎胎儿儿时时期期第一极体第一极体MM卵子卵子第二极体第二极体退化消失退化消失受精受精初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞合子合子卵泡细胞卵泡细胞受精过程受精过程排卵前后排卵前后在在 中中,场所为场所为 。输卵管输卵管不同发育阶段的卵泡不同发育阶段的卵泡排卵排卵黄体黄体退化退化黄体黄体卵泡细胞卵泡细胞第一极体第一极体卵丘细胞卵丘细胞核核透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜卵巢中有卵泡卵巢中有卵泡,每个卵泡中有一个初级卵母细胞。每个卵泡中有一个初级卵母细胞。卵卵子子结构构图卵子受精得标志卵子受精得标志:当在当在卵细胞膜和透明带卵细胞膜和透明带得间隙可得间隙可以观察到以观察到两个极体两个极体时时,说明卵子已经完说明卵子已经完成了受精。成了受精。1 1、一个卵泡中能形成几个成熟得卵子？、一个卵泡中能形成几个成熟得卵子？提示提示:正常情况下正常情况下,一个卵泡只能形成一个卵泡只能形成一个一个成熟得卵子。成熟得卵子。2 2、排卵就是指卵子从卵泡中排出、排卵就是指卵子从卵泡中排出,还就还就是指卵泡从卵巢中排出？是指卵泡从卵巢中排出？提示提示:就是指卵子从卵泡中排出。就是指卵子从卵泡中排出。讨论讨论:(:(教材教材P63)P63)3 3、刚排出得卵就是成熟得卵子吗？她在、刚排出得卵就是成熟得卵子吗？她在母体得什么部位与精子受精？母体得什么部位与精子受精？提示提示:刚排出得卵子刚排出得卵子尚未完全成熟尚未完全成熟,仅完成仅完成第一次减数分裂第一次减数分裂,需要在输卵管内进一步需要在输卵管内进一步成熟成熟,直到减数第二次分裂得中期才能与直到减数第二次分裂得中期才能与精子结合完成受精过程。排出得卵子就精子结合完成受精过程。排出得卵子就是在输卵管内与精子受精得。是在输卵管内与精子受精得。讨论讨论:(:(教材教材P63)P63)(1)(1)、相似点、相似点:l最初阶段均进行有丝分裂最初阶段均进行有丝分裂,不断增不断增加生殖原细胞得数量加生殖原细胞得数量;l经过减数分裂经过减数分裂(M(M和和M)M)才能形才能形成精子或卵子。成精子或卵子。3、精子和卵子得发生异同、精子和卵子得发生异同 (2)(2)、不同点、不同点:发生发生时间时间场所场所子细胞子细胞 数目数目变形变形形状形状精精子子卵卵子子重要重要区别区别两次分裂连两次分裂连续续,在睾丸在睾丸曲细精管曲细精管两次分裂不两次分裂不连续连续,在卵巢在卵巢和输卵管和输卵管初情期初情期以后以后胎儿时胎儿时期期4个个精子细胞精子细胞1个卵细个卵细胞胞2个极体个极体就就是是否否蝌蚪形蝌蚪形圆形圆形哺乳动物卵泡得形成和在卵巢内得储备就哺乳动物卵泡得形成和在卵巢内得储备就是在出生前完成得是在出生前完成得;精子就是从初情期开始精子就是从初情期开始得得1 1、以下说法不正确得就是、以下说法不正确得就是A A、雄性动物从初情期开始产生精子、雄性动物从初情期开始产生精子B B、1 1个精原细胞可以形成个精原细胞可以形成4 4个精子个精子C C、对多数家畜来说、对多数家畜来说,精子在睾丸内形成得时精子在睾丸内形成得时间为两个月左右间为两个月左右D D、动物体型大得产生得精子多且大、动物体型大得产生得精子多且大2 2、一个卵泡可以形成得卵子数目就是、一个卵泡可以形成得卵子数目就是A A、1 1个个 B B、2 2个个 C C、3 3个个 D D、4 4个个练习练习:3 3、以下说法正确得就是、以下说法正确得就是A A、哺乳动物卵泡得形成就是在初情期、哺乳动物卵泡得形成就是在初情期B B、排卵就是指排出成熟得卵泡、排卵就是指排出成熟得卵泡C C、排卵实际上就是排出初级卵母细胞、排卵实际上就是排出初级卵母细胞D D、排卵实际上就是排出次级卵母细胞、排卵实际上就是排出次级卵母细胞4 4、下例不属于精子和卵子发生得区别得就、下例不属于精子和卵子发生得区别得就是是A A、初级精母、卵母细胞得形成时间、初级精母、卵母细胞得形成时间B B、MM和和MM得时间连续性得时间连续性C C、成熟生殖细胞就是否发生变形、成熟生殖细胞就是否发生变形D D、成熟生殖细胞中染色体得数量、成熟生殖细胞中染色体得数量1 1、概念、概念:指指 和和 结合形成结合形成(即即 )的过程。的过程。2 2、标志、标志:在在 和和 的间隙可以的间隙可以观察到两个极体时。观察到两个极体时。3 3、场所、场所:受精是在受精是在 内完成的。内完成的。二、受精二、受精精子精子受精卵受精卵卵细胞膜卵细胞膜透明带透明带输卵管输卵管卵子卵子合子合子准备阶段准备阶段1:1:精子获能精子获能 即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后生理变化后,才能获得受精能力得现象。才能获得受精能力得现象。准备阶段准备阶段2:2:卵子得准备卵子得准备 即卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第即卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第二分裂中期二分裂中期(M)时时,才具备受精能力。才具备受精能力。(1)受精前准备阶段受精前准备阶段:4 4、过程、过程(2)受精阶段受精阶段精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带;放射冠放射冠放射冠放射冠（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵丘细胞）透明带透明带透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜卵细胞膜卵细胞膜细胞核细胞核细胞核细胞核第一极体第一极体第一极体第一极体发生顶体反应发生顶体反应穿越放射冠穿越放射冠透明带反应透明带反应:当精子越过放射当精子越过放射冠冠,进入透明带并接触进入透明带并接触卵细胞膜时卵细胞膜时,卵子发出卵子发出指令指令,阻止后续得精子阻止后续得精子进入透明带。她就是进入透明带。她就是防止多精入卵得第一防止多精入卵得第一道屏障道屏障进入卵细胞膜进入卵细胞膜;(2)受精阶段受精阶段卵细胞膜反应就是防止多精入卵受精得第二道屏障卵细胞膜反应就是防止多精入卵受精得第二道屏障(2)受精阶段受精阶段雌雄原核形成和融合。雌雄原核形成和融合。精子入精子入卵后卵后,发发生了哪生了哪些变化些变化？精精子子注注入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵细胞产生卵细胞膜反应膜反应形成第二道形成第二道屏障屏障尾部脱离核尾部脱离核膜破裂膜破裂形成雄形成雄原核原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂次分裂,排排出第二极体出第二极体形成雌形成雌原核原核发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵形成受精卵形成受精卵:精子进入卵精子进入卵子后子后,其细胞核变其细胞核变大到和卵子细胞大到和卵子细胞核相似核相似,精子细胞精子细胞核核(雄原核雄原核)和卵和卵子细胞核子细胞核(雌原核雌原核)同时向细胞中部同时向细胞中部靠拢靠拢,并相互融合并相互融合成一个细胞核成一个细胞核,这这时称受精卵。时称受精卵。精子穿越精子穿越 和和受精过程小结受精过程小结:受精前得受精前得准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段受受精精过过程程精子获能精子获能准备阶段准备阶段1：卵子得准备卵子得准备准备阶段准备阶段2：放射冠放射冠雌雄原核形成雌雄原核形成 和和透明带透明带融合融合精子进入精子进入卵细胞膜卵细胞膜1 1、什么叫顶体反应？、什么叫顶体反应？2 2、什么叫透明带反应？、什么叫透明带反应？3 3、什么叫卵细胞膜反应？、什么叫卵细胞膜反应？4 4、防止多精入卵受精有哪些生理反应？、防止多精入卵受精有哪些生理反应？根据胚胎形态得变化根据胚胎形态得变化,分几个阶段分几个阶段:受精卵受精卵 卵裂卵裂(包括包括2细胞期、细胞期、4细胞期、细胞期、8细细胞、胞、16细胞期、细胞期、32细胞期细胞期)桑椹胚桑椹胚 囊胚期囊胚期 原肠胚期原肠胚期(包括内、中、外三胚层和包括内、中、外三胚层和原肠腔原肠腔)幼体幼体1 1、胚胎发育得过程、胚胎发育得过程:三、胚胎发育三、胚胎发育2、卵裂、卵裂(1)、卵裂过程、卵裂过程细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积_或略有或略有_每个细胞体积每个细胞体积_DNA数目数目_有机物总量有机物总量_有机物种类有机物种类_减少减少(2)(2)、卵裂期得特点、卵裂期得特点:有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加增加增加3 3、桑椹胚、桑椹胚当胚胎细胞数目当胚胎细胞数目达到达到3232个左右时个左右时,胚胎形成致密得胚胎形成致密得细胞团细胞团,形似桑椹形似桑椹,叫做桑椹胚。桑叫做桑椹胚。桑椹胚中得每个细椹胚中得每个细胞都属于全能细胞都属于全能细胞。胞。滋养层滋养层:发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘,胚胎可通过这些胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需得氧气和营组织从母体中获得正常发育所需得氧气和营养物质养物质内细胞团细胞内细胞团细胞:即胚胎干细即胚胎干细胞胞,就是一种未分化得细胞就是一种未分化得细胞,具有全能性具有全能性,能发育成完整能发育成完整得胎儿得各种组织得胎儿得各种组织滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔4、囊胚、囊胚细胞开始分化细胞开始分化囊胚腔囊胚腔:孵化孵化:胚胎从透明带中伸展出来得过程胚胎从透明带中伸展出来得过程5、原肠胚、原肠胚内细胞团表层内细胞团表层 得细胞得细胞外胚层外胚层内胚层内胚层内细胞团下方内细胞团下方得细胞得细胞中胚层中胚层原肠腔原肠腔内胚层包围得囊腔内胚层包围得囊腔归纳归纳:早期胚胎发育得几个阶段早期胚胎发育得几个阶段桑椹胚桑椹胚:细胞属于细胞属于 。囊胚囊胚:细胞开始细胞开始 ;将来发将来发育成育成 ,将来发育成胎膜、将来发育成胎膜、胎盘胎盘,出现出现 后后,进一步扩大会导进一步扩大会导致致 。原肠胚原肠胚:内细胞团内细胞团 形成形成 ,细胞形成细胞形成 ,出现出现 。全能细胞全能细胞分化分化内细胞团内细胞团各种组织各种组织滋养层滋养层囊胚腔囊胚腔孵化孵化表皮得细胞表皮得细胞外胚层外胚层下方得下方得内胚层内胚层 原肠腔原肠腔受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚(内含囊胚腔内含囊胚腔)原肠胚原肠胚(内含原肠腔内含原肠腔)胎儿形成胎儿形成:在透明带内进行有丝分裂在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不断增加细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加但胚胎总体积并不增加,或略有减少。或略有减少。:由具有全能性细胞构成由具有全能性细胞构成,细胞数在细胞数在3232个左右个左右,排排列紧密列紧密,形似桑椹形似桑椹内细胞团内细胞团:发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞滋养层细胞:发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘:最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂胚胎发育小结胚胎发育小结:滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔1 1、表中哪种动物得胚胎在进入子宫时发育程度表中哪种动物得胚胎在进入子宫时发育程度最高？最高？提示提示:马得胚胎进入子宫时发育程度最高马得胚胎进入子宫时发育程度最高,其次为小其次为小鼠。鼠。2 2、将体外培养得马胚胎移植到母马子宫时、将体外培养得马胚胎移植到母马子宫时,应选应选择什么阶段得胚胎？如果换成牛又该怎样处理？择什么阶段得胚胎？如果换成牛又该怎样处理？提示提示:马应选择马应选择囊胚阶段得胚胎。牛在自然情况下囊胚阶段得胚胎。牛在自然情况下,胚胎虽然最早可在胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子宫细胞阶段进入子宫,但为但为了提高移植后胚胎得发育率和妊娠率了提高移植后胚胎得发育率和妊娠率,在实践中通在实践中通常用发育到囊胚阶段得胚胎进行移植。常用发育到囊胚阶段得胚胎进行移植。资料分析资料分析:(:(教材教材P67)P67)3 3、为什么说关于动物得体内受精和胚胎发育得研、为什么说关于动物得体内受精和胚胎发育得研究究,会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。举例说明。提示提示:胚胎工程得许多技术都就是在了解哺乳动物胚胎工程得许多技术都就是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育得基础上实现得。自然条件下受精和早期胚胎发育得基础上实现得。P68思考与探究思考与探究1 1哺乳动物得受精过程主要包括精子穿越放射冠、哺乳动物得受精过程主要包括精子穿越放射冠、透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步骤骤(详见教材中得受精过程详见教材中得受精过程)。2 2 相似之处相似之处:(1)(1)细胞分裂得最初阶段为有丝分裂细胞分裂得最初阶段为有丝分裂,不断增加生不断增加生殖原细胞得数量殖原细胞得数量;(2)(2)经过两次减数分裂经过两次减数分裂(M I(M I和和M II)M II)才能形成精子才能形成精子或卵子。或卵子。不同之处不同之处:(1)(1)由一个精原细胞分裂最后可产生由一个精原细胞分裂最后可产生4 4个精子个精子;一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。(2)(2)精子得形状为蝌蚪状精子得形状为蝌蚪状;卵子为球形。卵子为球形。(3)(3)多数哺乳动物卵泡得形成和在卵巢内得贮多数哺乳动物卵泡得形成和在卵巢内得贮备就是在胎儿出生前完成。备就是在胎儿出生前完成。3、精液由精子和精清、精液由精子和精清(精浆精浆)两部分组成。精两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能得物质清中含有一种能抑制精子获能得物质,因此因此,在一在一般情况下般情况下,精液中得精子无法获能。只有当交配精液中得精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物得生殖道时后精液进入雌性动物得生殖道时,由生殖道分泌由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能得抑制产生一种物质解除对精子获能得抑制,才能引起才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能得部位精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能得部位因种类而异因种类而异,但主要就是子宫和输卵管。但主要就是子宫和输卵管。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中作用两道屏障。在受精过程中,当精子穿越透明当精子穿越透明带触及卵细胞膜时带触及卵细胞膜时,透明带会立即封闭透明带会立即封闭,阻止后来阻止后来得精子进入透明带得精子进入透明带,可看作就是防止多精受精得可看作就是防止多精受精得第一道屏障。而精子入卵后第一道屏障。而精子入卵后,卵细胞膜会立即拒卵细胞膜会立即拒绝其她精子再进入卵内绝其她精子再进入卵内,可看作就是防止多精受可看作就是防止多精受精得第二道屏障。其生理、生化机制精得第二道屏障。其生理、生化机制,请参阅有请参阅有关专著。关专著。受精后受精后8 8天。胚芽完成天。胚芽完成 着陆着陆,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时她分裂发育为几百个细胞内膜。此时她分裂发育为几百个细胞。受精后受精后6 6星期星期,人形已隐约可见。这时人形已隐约可见。这时,胚胎得心胚胎得心跳每分钟跳每分钟140150140150下、就是母亲心跳得两倍。下、就是母亲心跳得两倍。人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内得照片周时在子宫内得照片 此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周周,她移动手臂她移动手臂,把手指放在唇边把手指放在唇边,这可以促进她对吮吸得反映这可以促进她对吮吸得反映。