体内受精和早期胚胎发育.ppt

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,*,专题3 胚胎工程,专题,3:,胚胎工程,1,胚胎工程的概念,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。,2,操作对象：,早期胚胎和配子,技术手段：,胚胎移植、体外受精、,胚胎分割、胚胎干细胞培养等,理论基础：,哺乳动物的受精卵和早期胚胎,的发育规律,3,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技术的研究,胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。,二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了,体外受精技术,的研究。,三.胚胎移植和体外受精使,胚胎分割,、,性别鉴定,、,体细胞克隆,、,转基因胚胎,、,胚胎干细胞培养,等技术应运而生。,4,专题,3:,胚胎工程,3.1 体内受精和早期胚胎发育,5,一.精子和卵子的发生,（1）发生场所：睾丸,（2）时间：,雄性动物从初情期生殖机能衰退，在睾丸的,内不断进行着生殖细胞的增殖，源源不断地产生精子。,1.精子的发生,曲细精管,6,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,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,P61,精子变形示意图,7,精子细胞变形中的主要变化：,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,),8,图示中显示了精子发生的什么阶段？,精子的形成时间、形态、大小,P62,9,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。,P62 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:,10,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，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？,11,2.卵子的发生,(1)发生部位：卵巢,(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。,12,排卵,13,14,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,（3）卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,15,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。,16,P63,讨论：,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。,17,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相同点或不同点？,相同点：,最初阶段均进行,有丝分裂,，不断增加原始生殖细胞的数量；经过,两次分裂,（,M,和,M）,才能形成精子和卵子。,不同点：,1,个精原细胞,4,个精子；,1,个卵原细胞,1,个卵子；精子需要变形，变为形状为蝌蚪状；卵子不需变形，为球形。多数哺乳动物,形成卵子的数量和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成,的，这是精子或卵子在发生上的,重要区别,。,18,巩固练习,1.下列不属于胚胎工程的是：（）,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,2.有一个卵原细胞中含有,A,与,A,、,B,与,B,两对同源染色体，它形成的含有,AB,的配子有,（）,A.1,个,B.0,或1个,C.2,个,D.4,个,D,B,19,二、受精,1.概念：是,精子,和,卵子结合,形成合子（即受精卵）的过程。,2.场所：,输卵管,20,一)受精前的准备阶段:,1)精子获能:精子必须在雌性动物的,生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.,2)卵子的准备:在输卵管中发育到,减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,3.过程：,21,二)受精阶段:,1)精子穿越放射冠和透明带,顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞,透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障,2)精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障,3)原核形成,雄原核形成和雌原核形成,4)配子结合,雌雄原核融合形成合子(受精卵),22,哺乳动物受精过程示意图,23,穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿入放射冠。,24,几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。,穿过透明带：,精子与卵黄膜接触后入卵：,P65,阅读。什么叫卵黄膜封闭作用？什么叫雌原核、雄原核？它们是怎样形成的？精子入卵后的卵子发生什么样的变化？,25,精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。,形成受精卵：,26,4.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。,27,充满活力的精子,28,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,29,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,30,精子试图进入卵子,31,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。,32,33,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,。,34,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。,35,人类胚胎第8周时在子宫内的照片,36,37,38,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,。,39,40,41,42,43,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,：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,：,最初发育在输卵管进行有丝分裂,三.胚胎发育,滋养层 外胚层,中胚层 内胚层,原肠腔,44,45,1.,表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？,2.,将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？,P67,资料分析,答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在,816,细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。,46,3.,为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,47,受精作用和胚胎发育的过程,1,精子像鱼一样尖尖的脑袋有利于破浪泳进，长长的尾巴有力地摆动,48,精子前进的发动机藏在头尾之间的颈部,受精作用和胚胎发育的过程,2,颈 部,49,受精作用和胚胎发育的过程,3,到达输卵管壶腹部的精子只剩下,3050,个，它们一起围攻等在那里的卵子，并集体寻找突破口,50,受精作用和胚胎发育的过程,4,精子用头部红色的顶体酶,攻入,卵子体内,51,受精作用和胚胎发育的过程,5,生命之吻,只有一名，幸运者才能将自己的遗传物质传递下去,52,受精作用和胚胎发育的过程,6,脱去无用的尾巴（左图），完全融入卵子体内,53,受精作用和胚胎发育的过程,7,一个新的小生命的起始点,受精卵诞生了,54,受精作用和胚胎发育的过程,8,受精卵一边分裂，一边向子宫移动，到达子宫需,7-8,天,55,受精作用和胚胎发育的过程,9,受精卵到达子宫后，分泌出蓝色粘液，以固定于子宫内膜,56,受精作用和胚胎发育的过程,10,随后受精卵长出根须（右图），深深扎根在子宫壁中,57,受精作用和胚胎发育的过程,11,58,受精作用和胚胎发育的过程,12,受精后的第三星期别看这小小的胚胎才,2,毫米长，但它却已具备发育成全身各个器官的原始结构,-,外、中、内三个胚层了,59,受精作用和胚胎发育的过程,13,受精后的第三星期别看这小小的胚胎才,2,毫米长，但它却已具备发育成全身各个器官的原始结构,外、中、内三个胚层了,60,受精作用和胚胎发育的过程,14,我满月啦。第四星期的我，与其说像人还不如说像鱼，,6,毫米长的小生命已经出现脑、脊柱、心脏和肝脏了。,61,受精作用和胚胎发育的过程,15,舒适的小巢有利于胚胎的生长，也离不开子宫中胎盘的供养；每天长,1,毫米,62,受精作用和胚胎发育的过程,16,63,受精作用和胚胎发育的过程,17,64,受精作用和胚胎发育的过程,18,65,受精作用和胚胎发育的过程,19,66,受精作用和胚胎发育的过程,20,67,受精作用和胚胎发育的过程,21,68,受精作用和胚胎发育的过程,22,69,受精作用和胚胎发育的过程,23,70,1.,以精子的运行途径为线索，设计一幅简图，来说明哺乳动物的受精过程。,提示：哺乳动物的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骤（详见教材中的受精过程）。,思考与探究,71,2.,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？,思考与探究,相似点：,最初阶段均进行,有丝分裂,，不断增加原始生殖细胞的数量；经过,两次分裂,（,M,和,M）,才能形成精子和卵子。,不同点：,1,个精原细胞,4,个精子；,1,个卵原细胞,1,个卵子；精子需要变形，变为形状为蝌蚪状；卵子不需变形，为球形。多数哺乳动物,卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成,的，这是精子或卵子在发生上的,重要区别,。,72,3.,当你了解到精子需要获能，受精过程中有防止多精入卵的现象时，你是否提出过这样的问题：精子在雌性生殖道内是如何获能的？防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么？,答：精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜时，透明带会立即封闭，阻止后来的精子进入透明带，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内，可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生化机制，请参阅有关专著。,思考与探究,73,