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专题三 胚胎工程第1页专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育3.2 体内受精和早期胚胎培养体内受精和早期胚胎培养3.3 胚胎工程应用及前景胚胎工程应用及前景第2页胚胎工程胚胎工程 -指对动物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所进行各种显微操作和处理技术，如处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养干细胞培养等技术。经过处理后取得胚胎，还需要移等技术。经过处理后取得胚胎，还需要移植到植到雌性雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。动物体内生产后代，以满足人类各种需求。操作对象：操作对象：技术伎俩：技术伎俩：理论基础：理论基础：结果：结果：早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、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、胚胎干细胞培养等哺乳动物受精和哺乳动物受精和早期胚胎发育规律早期胚胎发育规律胚胎是胚胎是专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过屡次细胞分裂和细生殖细胞结合成为合子之后，经过屡次细胞分裂和细胞分化后形成有发育成生物成体能力雏体。普通来说，胞分化后形成有发育成生物成体能力雏体。普通来说，卵子在受精后卵子在受精后2周内称孕卵或受精卵周内称孕卵或受精卵;受精后第受精后第38周周称为称为胚胎胚胎。配子是配子是指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生成熟指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生成熟性细胞。性细胞。配子配子分为雄分为雄配子配子(male gamete)和雌和雌配子配子(female gamete),动物和植物雌动物和植物雌配子配子通常称为卵细胞通常称为卵细胞(ova,或或egg),而将雄而将雄配子配子称为精子称为精子(sperm)。精子相当。精子相当小，但能够运动，呈蝌蚪小，但能够运动，呈蝌蚪.共共14次编辑次编辑第3页一、教学目标：一、教学目标：1.简述哺乳动物精子和卵子发生及受精过程。简述哺乳动物精子和卵子发生及受精过程。2.简述哺乳动物胚胎发育过程及其主要特点。简述哺乳动物胚胎发育过程及其主要特点。3.认同胚胎工程建立及发展意义。认同胚胎工程建立及发展意义。二、教学重点：二、教学重点：1.哺乳动物精子和卵子发生及受精过程。哺乳动物精子和卵子发生及受精过程。2.哺乳动物胚胎发育。哺乳动物胚胎发育。3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育第4页充满活力精子充满活力精子第5页卵子外层被一层卵子外层被一层透明薄膜保护着，透明薄膜保护着，这使它看起来像这使它看起来像一个悬浮在天体一个悬浮在天体中漂亮星球。中漂亮星球。第6页第7页第8页一、精子发生一、精子发生1、场所：、场所：2、时期：、时期：3、过程：、过程：1、场所：、场所：睾丸睾丸2、时期：、时期：初情期初情期到到生生 殖功效衰退殖功效衰退3、过程：、过程：三个阶段三个阶段曲细精管曲细精管第9页精原细胞（精原细胞（2N)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子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生过过程程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（2N)（N)（N)（N)第10页变变形形第第三三阶阶段段第11页_变为精子变为精子头头主要部分；主要部分；_ 发育为头部发育为头部顶体顶体；_演变为精子演变为精子尾尾；_形成形成线粒体鞘线粒体鞘；其它物质浓缩成其它物质浓缩成_（球形）（球形）。第三阶段：第三阶段：变形变形细胞核细胞核高尔基体高尔基体中心体中心体线粒体线粒体原生质滴原生质滴便于便于运动运动“减负减负”精子细胞变形中精子细胞变形中主要改变主要改变：第12页4、精子形态：、精子形态：（1）外形似蝌蚪，）外形似蝌蚪，分分_、_、_、三、三大部分。大部分。（2）不一样种动物精子形态）不一样种动物精子形态_，大，大小略有小略有_，与动物体形大小，与动物体形大小_。头头 颈颈 尾尾相同相同不一样不一样 无无关关第13页 提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，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、延续物种一个生理能够说是动物为繁殖后代、延续物种一个生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精保障机制；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亡，被分解或排除，造成致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最终抵达受精部位（输卵管）精子大量损耗。最终抵达受精部位（输卵管）精子只剩百余个，与卵子完成受精只有一个。精子只剩百余个，与卵子完成受精只有一个。1.1.家畜每次射精排出精子数以亿计，不过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，这能说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？是一个浪费吗？怎样了解这一现象？问题讨问题讨论论:保障有最好精子与卵细胞受精保障有最好精子与卵细胞受精第14页 提醒：细胞核是精子遗传物质储存和复制提醒：细胞核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场所，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。而线粒体则是有氧呼细胞代谢活动控制中心。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，是精子维持生存和运动能部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量量“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。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，而细胞核和线粒体都保留下来，对这会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，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、场所：、场所：1、场所：、场所：2、时期：、时期：（放射冠）（放射冠）卵巢卵巢。胚胎在性别分化以后胚胎在性别分化以后第16页第17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 3、卵卵子子发发生生过过程程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胎儿儿期期初初 情情 期期 后后卵子受精主要标志卵子受精主要标志卵卵巢巢输输卵卵管管第18页项目项目精子发生卵子发生区分处所处所时间时间过程特点过程特点结果结果是否变形是否变形主要区分相同点相同点睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输卵管初情期后初情期后胎儿时期、初情期后胎儿时期、初情期后连续，需变形；连续，需变形；细胞质均等分细胞质均等分配配MM是不连续，是不连续，不需变形；细胞质不不需变形；细胞质不均等分配均等分配4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3个极体个极体需要需要不需要不需要发生时期和场所发生时期和场所原始生殖细胞增殖为有丝分裂原始生殖细胞增殖为有丝分裂生殖细胞成熟为减数分裂生殖细胞成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂，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子细胞中染色体数目减半第19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？减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在什么时期什么地方进行？什么时期什么地方进行？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？巢中排出？3.3.刚排出卵是成熟卵子吗？卵子是指什么细胞？刚排出卵是成熟卵子吗？卵子是指什么细胞？它在母体什么部位与精子受精？它在母体什么部位与精子受精？答：刚排出卵子还未完全成熟，有完成第一次减数分裂，答：刚排出卵子还未完全成熟，有完成第一次减数分裂，有没有，需要在输卵管内深入成熟，直到有没有，需要在输卵管内深入成熟，直到减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期才才能与精子结合完成受精过程。排出卵能与精子结合完成受精过程。排出卵 子是在子是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子。成熟卵子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。第20页 哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或不一样点？相同点或不一样点？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（场所、时间、过程特点、结果场所、时间、过程特点、结果）？）？1 1）相同点：）相同点：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，不停增加生殖原细胞数量；经过胞数量；经过减数分裂减数分裂（MM和和MM）才能形）才能形成精子和卵子。成精子和卵子。2）不一样点：）不一样点：1个精原细胞个精原细胞4个精子，个精子，1个卵原细胞个卵原细胞1个卵子；个卵子；精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。（关键）（关键）哺乳动物卵子形成和在卵巢内贮备是哺乳动物卵子形成和在卵巢内贮备是胎儿出胎儿出生前完成生前完成，而精子是从初情期开始。，而精子是从初情期开始。第21页巩固练习巩固练习1.1.以下不属于胚胎工程是：以下不属于胚胎工程是：（）A.A.体外受精体外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植胚胎分割、胚胎移植C.C.胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 D.D.转基因鲤鱼培育转基因鲤鱼培育 2.2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两对两对同源染色体，它形成含有同源染色体，它形成含有ABAB配子有配子有 （）A.1A.1个个 B.0 B.0或或1 1个个 C.2 C.2个个 D.4 D.4个个DB第22页3、以下关于精子说法，不正确是、以下关于精子说法，不正确是A 精子发生从初情期开始精子发生从初情期开始B 它与卵细胞受精发生在子宫内它与卵细胞受精发生在子宫内C 精子细胞变形为精子时保留细胞器主要是线粒体精子细胞变形为精子时保留细胞器主要是线粒体D 精子细胞变形为精子时细胞内一些物质最终脱落精子细胞变形为精子时细胞内一些物质最终脱落4、以下相关卵子产生说法中，正确是、以下相关卵子产生说法中，正确是A 哺乳动物卵泡形成是在初情期哺乳动物卵泡形成是在初情期B 排出成熟卵细胞过程即为排卵排出成熟卵细胞过程即为排卵C 卵子形成是分裂过程均在卵巢内完成卵子形成是分裂过程均在卵巢内完成D 卵子产生重减数第二次分裂是在精子和卵子结合卵子产生重减数第二次分裂是在精子和卵子结合 过程中完成过程中完成第23页5、下列图表示卵子发生过程，与此相关叙述中，不合理、下列图表示卵子发生过程，与此相关叙述中，不合理是是A 图中图中A是第一极体，是第一极体，B是合子，是合子，E是指受精，阶段是指受精，阶段C是指是指胎儿期，阶段胎儿期，阶段D是指初情期是指初情期B 当观察到两个极体是，能够表明卵子已经完成了受精当观察到两个极体是，能够表明卵子已经完成了受精C 能发生染色体着丝点分裂阶段是能发生染色体着丝点分裂阶段是D 阶段存在变异方式有基因突变、基因重组染色体变异阶段存在变异方式有基因突变、基因重组染色体变异第24页6 初级卵母细胞第一次减数分裂完成时间初级卵母细胞第一次减数分裂完成时间和部位分别是在和部位分别是在7 以下关于促进动物大量排卵叙述中，正确是以下关于促进动物大量排卵叙述中，正确是A 给未成年雌性动物注射大量相关激素，使其排卵给未成年雌性动物注射大量相关激素，使其排卵B 给性成熟雌性动物注射大量相关激素，给性成熟雌性动物注射大量相关激素，使其超数排卵使其超数排卵C 给未成年雌性动物注射一定相关激素，使其排卵给未成年雌性动物注射一定相关激素，使其排卵D 给性成熟雌性动物注射一定相关激素，给性成熟雌性动物注射一定相关激素，使其超数排卵使其超数排卵排卵前后，卵巢内排卵前后，卵巢内第25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合 子子(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间隙 观察到观察到两个极体两个极体时。时。3、场所、场所:输卵管输卵管。第26页4 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：卵子准备卵子准备精子在精子在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生对应发生对应生理改变后，才能取得受精能力现生理改变后，才能取得受精能力现象象。卵子在卵子在输卵管内输卵管内到达到达减数第二减数第二分裂中期（分裂中期（MM）时，才具备时，才具备受精能力受精能力。第27页精子经过哪些困难才能与卵子结合结合呢？1)精子精子穿越放射冠穿越放射冠和和透明带透明带顶体反应顶体反应-顶体内酶释放，溶解放射冠内卵丘细胞之间物质和透明带。穿越透明带，接触卵黄膜穿越透明带，接触卵黄膜-透明带反应透明带反应（第一道屏障第一道屏障）第28页精子穿越精子穿越放射冠和透明带放射冠和透明带进入卵黄膜进入卵黄膜原核形成原核形成配子结合配子结合第29页精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带反应产生透明带反应形成第一道屏障（形成第一道屏障（作用作用 ）精子被微绒毛抱合精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵第30页精精子子进进入入卵卵后后改变改变改变改变改变改变产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道屏障形成第二道屏障 （作用？作用？）尾部脱离尾部脱离核膜破裂核膜破裂形成雄原核形成雄原核形成雌原核形成雌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，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵第31页卵子受精标志：卵子受精标志：当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带间隙能够观察到间隙能够观察到两个极体两个极体时，说明卵子已经完成了受精。时，说明卵子已经完成了受精。区分受精标志和受精完成标志区分受精标志和受精完成标志 受精标志是第二极体形成，也就是减数分裂第二次分受精标志是第二极体形成，也就是减数分裂第二次分裂形成最终极体；裂形成最终极体；而受精完成标志是雌雄原核形成合子，才是受精完而受精完成标志是雌雄原核形成合子，才是受精完成标志。成标志。第32页5.5.受精作用实质和意义受精作用实质和意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目标恒定；对于生物遗传和变异十分主要。第33页四、胚胎发育四、胚胎发育第34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）胎儿形成胎儿形成中胚层中胚层外胚层外胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不停增加，进行有丝分裂，细胞数量不停增加，但但胚胎总体积并不增加，或略有降低胚胎总体积并不增加，或略有降低。：由含有：由含有全能性细胞全能性细胞组成，细胞数在组成，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：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初最初在在输卵管输卵管进行有丝分裂进行有丝分裂第35页五、总结和反馈练习：五、总结和反馈练习：第36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37页精子试图进入卵子精子试图进入卵子 瞬间瞬间第38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。精精子子试试图图进进入入卵卵子子 瞬瞬间间第39页穿过穿过放射冠放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。第40页-当第一个精子当第一个精子穿穿越透明带接触卵黄膜越透明带接触卵黄膜时时，透明带穿透性就透明带穿透性就马上发生改变，从而马上发生改变，从而阻止其它精子进入透阻止其它精子进入透明带明带。透明带反应透明带反应：-当第一精子进入卵黄膜后，当第一精子进入卵黄膜后，卵黄卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其它精子膜立刻紧缩、增厚、阻止其它精子进入卵内与卵子结合受精进入卵内与卵子结合受精。卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用：预防多精入卵两道防线预防多精入卵两道防线第41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42页受精卵（第一天）第43页卵裂期第44页卵裂期第45页桑椹胚(第3天)第46页囊胚囊胚囊胚植入子宫囊胚植入子宫内膜，胚卵期内膜，胚卵期结束结束第47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48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49页第50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51页第52页第53页第54页第55页第56页第57页
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