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专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程第1页胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行各种显微操作和处理技术，如所进行各种显微操作和处理技术，如胚胎胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养培养等技术。经过处理后取得胚胎，还需等技术。经过处理后取得胚胎，还需要移植到要移植到雌性雌性动物体内生产后代，以满足动物体内生产后代，以满足人类各种需求。人类各种需求。第2页操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术伎俩：技术伎俩：胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等第3页一、精子发生一、精子发生(3)(3)过程：过程：(1)(1)场所场所:(2)(2)时期时期:睾睾 丸丸初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退分三个阶段分三个阶段 精原细胞形成成熟精精原细胞形成成熟精子过程子过程第4页第阶段第阶段初级精母细胞形成初级精母细胞形成精原细胞精原细胞多个多个初级初级精母细胞精母细胞 数次有数次有丝分裂丝分裂多个精原多个精原细胞细胞染色体染色体复制和复制和其它物其它物质合成质合成（3）精子发生过程）精子发生过程第5页初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞MMM减数分裂减数分裂第第 2 2 阶段阶段精子细胞生成精子细胞生成（4）精子发生过程）精子发生过程第6页第7页第8页线粒体鞘线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子详细过程，讨论：阅读精子细胞变形成精子详细过程，讨论：精子精子各组成份别由精子细胞哪一部分形成各组成份别由精子细胞哪一部分形成?精子结构图精子结构图第9页线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体发生、顶体发生发育中顶体发育中顶体发育中尾发育中尾(中心体中心体)B B、尾发育、尾发育C C、精子头出现、精子头出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子形成、精子形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体第阶段：精子细胞第阶段：精子细胞变形变形成精子成精子第10页精子细胞变形小结精子细胞变形小结1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其它物质细胞内其它物质精子头主要部分精子头主要部分头部顶体头部顶体精子尾精子尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾基部尾基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最终脱落最终脱落)第11页精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精精 子子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段减数分裂减数分裂第三阶段第三阶段细胞变形细胞变形M多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形（3）精子发生过程）精子发生过程第12页（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（2）不一样种动物精子形态相同，大小略有不一样，与动物体形大小无关。第13页 提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，能够提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，能够说是动物为繁殖后代、延续物种一个说是动物为繁殖后代、延续物种一个生理保障机制生理保障机制；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，并致使大量精子途中死部位，将对精子进行筛选，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最终抵达亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最终抵达受精部（输卵管）精子只剩百余个，受精部（输卵管）精子只剩百余个，与卵子与卵子 完成受完成受精只有一个。精只有一个。1.1.家畜每次射精排出精子数以亿计，家畜每次射精排出精子数以亿计，不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？第14页 提醒：提醒：细胞核细胞核是精子遗传物质储存和复制场所，是精子遗传物质储存和复制场所，也是参加精、卵结合和后代遗传特征与细胞代谢活动也是参加精、卵结合和后代遗传特征与细胞代谢活动控制中心控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量场所。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量场所。精子线粒体集中于尾基部形成线粒体鞘膜，是精子维精子线粒体集中于尾基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量持生存和运动能量“动力工厂动力工厂”2.2.精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构会消失，而会消失，而细胞核和线粒体细胞核和线粒体都保留下来，对这都保留下来，对这一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾基部？基部？第15页二、卵子发生二、卵子发生(1)(1)发生部位：发生部位：卵巢卵巢(2)(2)发生时间：发生时间：减数第一次分裂是在雌性动物减数第一次分裂是在雌性动物排卵前排卵前完成；减数第二次分裂是在完成；减数第二次分裂是在精子和卵精子和卵子结合子结合过程完成。过程完成。卵原细胞形成成熟卵细胞过程称为卵子发生卵原细胞形成成熟卵细胞过程称为卵子发生 第16页卵泡发育卵泡发育第17页卵原细胞卵原细胞联会联会四分体四分体初级卵母细胞初级卵母细胞第一极体第一极体第第二二极极体体卵细胞卵细胞次级卵母细胞次级卵母细胞 第18页自主阅读：自主阅读：.理清卵子形成过程（借助减数分裂知识）理清卵子形成过程（借助减数分裂知识）.注意新专业术语指向和了解注意新专业术语指向和了解.重视卵子形成与精子形成差异重视卵子形成与精子形成差异第19页卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失（3）卵子发生过程卵子发生过程M排卵前后完成排卵前后完成受精受精被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎儿期胎儿期初初 情情 期期 后后卵子受精主要标志：在卵黄膜和透明带间隙能够观察到卵子受精主要标志：在卵黄膜和透明带间隙能够观察到两个极体时。两个极体时。卵卵巢巢输输卵卵管管第20页家畜卵子发生和成熟示意图家畜卵子发生和成熟示意图家畜卵子发生和成熟示意图家畜卵子发生和成熟示意图 哺乳动物卵泡形成和卵巢内贮备，是在哺乳动物卵泡形成和卵巢内贮备，是在出生前（即胎儿时期）完成，这是精子和卵出生前（即胎儿时期）完成，这是精子和卵子在发生上主要区分。子在发生上主要区分。第21页精子精子与卵子与卵子发发生比生比较较场场所所开始开始时间时间增殖增殖方式方式子细胞子细胞数目数目变变形形主要区分精精子子 卵卵子子 睾丸睾丸卵巢卵巢输卵输卵管管初情初情期以期以后后性别性别分化分化以后以后先有丝先有丝分裂后分裂后减数分减数分裂裂同上同上4个精个精子细胞子细胞1个卵细个卵细胞胞3个极个极体体变形变形不不变变形形哺乳动物卵哺乳动物卵泡形成和在泡形成和在卵巢内贮备卵巢内贮备是在出生前是在出生前完成；而精完成；而精子是从初情子是从初情期开始期开始第22页1.1.一个卵泡中能形成几个成熟卵子？一个卵泡中能形成几个成熟卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位与精子受精？与精子受精？答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到减数第二次分裂减数第二次分裂中期中期才能与精子结合完成受精过程。排出卵才能与精子结合完成受精过程。排出卵 子是子是在在输卵管输卵管内与精子受精。内与精子受精。答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟卵成熟卵子。子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。第23页4.4.哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或不一样点？不一样点？相同点：相同点：1.1.最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不停增加生殖原细胞数，不停增加生殖原细胞数量；量；2.2.经过经过两次减数分裂两次减数分裂（MM和和MM）才形成精子和卵子。才形成精子和卵子。不一样点：不一样点：1.一个精原细胞产生一个精原细胞产生多个精子多个精子；一个卵原细胞产生；一个卵原细胞产生一个一个卵子卵子；2.精子形状为精子形状为蝌蚪状蝌蚪状；卵子为；卵子为球形球形。多数哺乳动物卵子。多数哺乳动物卵子形成和在卵巢内贮备是胎儿出生前完成。形成和在卵巢内贮备是胎儿出生前完成。第24页三、受精三、受精1、概念、概念:2、标志、标志:3、场所、场所:1、概念、概念:指指精子和卵子精子和卵子结合形成结合形成合子合子 (即即受精卵受精卵)过程。过程。2、标志、标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带间隙能够间隙能够观察到观察到两个极体两个极体时。时。3、场所、场所:受精是在受精是在输卵管输卵管内完成。内完成。第25页4、过程、过程受精前准受精前准备阶段备阶段受精阶段受精阶段准备阶段准备阶段1：精子获能精子获能准备阶段准备阶段2：卵子准备卵子准备第26页准备阶段准备阶段1：精子获能精子获能即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发发生对应生理改变后，才能取得受精能力生对应生理改变后，才能取得受精能力现象。现象。准备阶段准备阶段2：卵子准备卵子准备即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内到达到达减数第二分减数第二分裂中期（裂中期（M）时，才具备受精能力。时，才具备受精能力。第27页受精阶段受精阶段:1.1.1.1.精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 （1 1 1 1）.顶体反应顶体反应顶体反应顶体反应使顶体内使顶体内使顶体内使顶体内酶酶酶酶释放释放释放释放出来并溶解放射冠内出来并溶解放射冠内出来并溶解放射冠内出来并溶解放射冠内卵丘细胞卵丘细胞卵丘细胞卵丘细胞之间物质，形成精子穿越放射之间物质，形成精子穿越放射之间物质，形成精子穿越放射之间物质，形成精子穿越放射冠通路。冠通路。冠通路。冠通路。（2）.穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。几十个精子，它们首先穿放射冠。第28页穿过透明带：穿过透明带：几个精子同几个精子同时分解透明带，但时分解透明带，但只只有一有一个精子能穿过透明带进入个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进卵子内，当第一个精子进入后，透明带穿透性就马入后，透明带穿透性就马上发生改变，从而上发生改变，从而阻止阻止其其它精子穿越透明带。它精子穿越透明带。透明透明带反应带反应是预防多精入卵受是预防多精入卵受精精第一道屏障第一道屏障2.精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是预防多精入卵受精是预防多精入卵受精第二道屏第二道屏障障第29页3.精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用：卵黄膜封闭作用：是预防多精入卵是预防多精入卵受精第二道屏障受精第二道屏障卵黄膜上微绒毛抱住精子卵黄膜上微绒毛抱住精子第30页4.原核形成原核形成：雄原核雄原核形成和形成和雌原核雌原核形成形成5.配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成雌雄原核融合形成合子合子(受精卵受精卵)受精完成标志受精完成标志第31页精子精子进入卵子后进入卵子后,原核原核膜破裂，形成新核膜，膜破裂，形成新核膜，形成形成雄原核。雄原核。卵子卵子被激活完成减二被激活完成减二分裂，分裂，排出第二极体排出第二极体，形成形成雌原核雌原核。二者向细胞中部靠拢二者向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细并相互融合成一个细胞核胞核,这时称受精卵。这时称受精卵。第32页小结受精阶段小结受精阶段 包含精子穿越包含精子穿越放射放射冠冠和和透明带透明带，进入，进入卵黄膜卵黄膜，原核形成原核形成和和配子结合配子结合。哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带顶体反应顶体反应透明带反应透明带反应(第一道屏障第一道屏障)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道屏障）卵黄膜封闭作用（第二道屏障）3)原核形成原核形成雄原核和雌原核形成雄原核和雌原核形成4)配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成合子雌雄原核融合形成合子(受精卵受精卵)第33页受精意义受精意义维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染染色体数目标恒定色体数目标恒定 ；对于生物遗传；对于生物遗传和变异十分主要。和变异十分主要。第34页依据胚胎形态改变，可将早期发育胚依据胚胎形态改变，可将早期发育胚胎分为以下几个阶段：胎分为以下几个阶段：受精卵受精卵囊胚期囊胚期原肠胚期原肠胚期（包含内、中、外三（包含内、中、外三幼体幼体卵裂卵裂（包含（包含2细胞期、细胞期、4细胞期、细胞期、8细胞、细胞、16细胞期、细胞期、32细胞期）细胞期）胚层和原肠腔）胚层和原肠腔）四、胚胎发育四、胚胎发育第35页请注意：请注意：应明确卵裂起点，方式，特应明确卵裂起点，方式，特点。分裂球细胞特点。点。分裂球细胞特点。1、卵裂期特点：、卵裂期特点：第36页受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数进行有丝分裂，细胞数量不停增加，量不停增加，DNADNA增多，有机物降增多，有机物降低。低。：由含有全能性细胞组成，细胞数由含有全能性细胞组成，细胞数在在3232个左右，排列紧密，形似桑椹个左右，排列紧密，形似桑椹：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2、早期胚胎发育几个阶段、早期胚胎发育几个阶段第37页桑桑 椹椹 桑桑椹椹胚胚第38页囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）内细胞团：发育成胎内细胞团：发育成胎儿各组织儿各组织滋养层细胞：发育成滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘胎膜和胎盘2、早期胚胎发育几个阶段、早期胚胎发育几个阶段第39页囊胚期囊胚期滋养层：发育成胚胎从属结构或胚外结构，胚滋养层：发育成胚胎从属结构或胚外结构，胚胎可经过这些组织从母体中取得正常发育所需胎可经过这些组织从母体中取得正常发育所需氧气和营养物质氧气和营养物质内细胞团细胞：内细胞团细胞：即胚胎干细胞即胚胎干细胞，是一个未分化，是一个未分化细胞，细胞，含有全能性含有全能性，能能发育成完整胚胎发育成完整胚胎滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔囊胚形成囊胚形成第40页原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层2、早期胚胎发育几个阶段、早期胚胎发育几个阶段第41页受精卵受精卵第一次卵裂第一次卵裂第二次卵裂第二次卵裂第三次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层中胚层中胚层原肠胚原肠胚胚发育：按照一定次序向内运动受精卵受精卵卵裂卵裂囊胚囊胚原肠胚形成原肠胚形成第42页第43页受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不停进行有丝分裂，细胞数量不停增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。：由含有全能性细胞组成，细胞数在由含有全能性细胞组成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘胎膜和胎盘：最初发育在最初发育在输卵管输卵管进行有丝分裂进行有丝分裂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早期胚胎发育几个阶段小结早期胚胎发育几个阶段小结第44页经过种种障碍精子终于与卵子相遇经过种种障碍精子终于与卵子相遇第45页精子试图进入卵子精子试图进入卵子 瞬间瞬间第46页 此时此时,精子头已经钻进去了精子头已经钻进去了,我们还能够看我们还能够看 到到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，在尾巴在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。拍打驱动下，努力进入卵子。精子试图进入卵子精子试图进入卵子 瞬间瞬间第47页受受精精第第一一天天卵卵裂裂期期卵卵裂裂期期桑桑椹椹胚胚第48页囊囊胚胚胚胚卵卵期期囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束第49页受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 着陆着陆,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。第50页孕孕四四面面第51页受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎心星期，人形已隐约可见。这时，胚胎心跳每分钟跳每分钟140150140150下是母亲心跳两倍。下是母亲心跳两倍。第52页人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内照片周时在子宫内照片 第53页第54页此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这能够促进它对吮吸反应边，这能够促进它对吮吸反应。第55页第56页第57页第58页巩固练习巩固练习1精子与卵子结合过程中穿越两道屏障是（）精子与卵子结合过程中穿越两道屏障是（）顶体反应顶体反应 透明带反应透明带反应 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用 精精子穿越放射冠子穿越放射冠 A B C D 2在受精过程中在受精过程中 （）（）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂 精子和卵细胞细胞核分别形成雄原核和雌原核精子和卵细胞细胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应预防了多精入卵和多精受精发生透明带反应预防了多精入卵和多精受精发生 ABCDBB第59页当卵细胞到达（当卵细胞到达（）时期时，才具备与精子）时期时，才具备与精子受精能力受精能力A.减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期 D.减数第二次分裂结束成熟减数第二次分裂结束成熟第60页关于桑椹胚和囊胚比较关于桑椹胚和囊胚比较,以下说法正确是以下说法正确是()(多项选择多项选择)A.囊胚期细胞分化是因为遗传物质突变引囊胚期细胞分化是因为遗传物质突变引发发B.囊胚期细胞出现了细胞分化囊胚期细胞出现了细胞分化,但遗传物质但遗传物质未发生改变未发生改变C.桑椹胚各细胞结构功效基本相同桑椹胚各细胞结构功效基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上差异，而是转录水平上差异引复制水平上差异，而是转录水平上差异引发。发。第61页以下能正确表示高等动物胚胎发育次序是以下能正确表示高等动物胚胎发育次序是 （）（）A.A.受精卵受精卵卵裂卵裂原肠胚原肠胚囊胚囊胚组织器官分组织器官分化化B.B.卵卵卵裂卵裂原肠胚原肠胚组织器官分化组织器官分化C.C.受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚原肠胚原肠胚幼体幼体D.D.受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚组织器官组织器官分化分化第62页
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