體內受精和早期胚胎發(fā)育.ppt

專題3胚胎工程,專題3:胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類大各種需求。,操作對象：早期胚胎和配子技術手段：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等理論基礎：哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,專題3:胚胎工程,3.1體內受精和早期胚胎發(fā)育,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技術的研究胚胎移植技術成為許多胚胎工程不可缺少的基礎環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術的成功和應用帶動和加速了體外受精技術的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細胞克隆、轉基因胚胎、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術應運而生。,一.精子和卵子的發(fā)生,（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期生殖機能衰老,1.精子的發(fā)生,精原細胞,有絲分裂,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細胞,精子,M,第一階段,第二階段,第三階段,M,精子發(fā)生的過程,多個精原細胞,染色體復制,變形,精子細胞變形中的主要變化：,1.細胞核2.高爾基體3.中心體4.線粒體5.細胞內其他物質,精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘膜(尾的基部),原生質滴(球狀,最后脫落),提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問題討論:,提示：細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？,2.卵子的發(fā)生,(1)發(fā)生部位：卵巢(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結合的過程完成的。,排卵,卵原細胞,有絲分裂,多個卵原細胞,染色體復制,初級卵母細胞,M,第一極體,次級卵母細胞,兩個第二極體,第二極體,卵子,退化消失,（3）卵子發(fā)生過程,M,排卵前后完成,在受精過程完成,被卵泡細胞包圍,形成卵泡,胎兒時期完成,卵子受精的標志：當在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經完成了受精。,注意：1.區(qū)分受精的標志和受精完成的標志2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？,答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內與精子受精的。,答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。,答：是指卵子從卵泡中排出。,哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點或不同點？,相似點：最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數(shù)量；經過兩次減數(shù)分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,不同點：一個精原細胞多個精子；一個卵原細胞一個卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動物卵子的形成和在卵巢內的貯備是胎兒出生前完成的。,鞏固練習,1.下列不屬于胚胎工程的是：（）,A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng)D.轉基因鯉魚的培育,2.有一個卵原細胞中含有A與A、B與B兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）,A.1個B.0或1個C.2個D.4個,D,B,二、受精,1.概念：是精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。2.場所：輸卵管,一)受精前的準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力,3.過程：,二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應使頂體內的酶釋放出來并溶解放射冠內的卵丘細胞透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用是防止多精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)配子結合：雌雄原核融合形成合子(受精卵),哺乳動物受精過程示意圖,穿過透明帶：,形成受精卵：,4.意義,維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定；對于生物的遺傳和變異十分重要。,充滿活力的精子,此時經過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,經過種種障礙的精子終于與卵子相遇,精子試圖進入卵子,此時,精子的頭已經鉆進去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉的鉆頭，在尾巴拍打的驅動下，努力進入卵子。,受精后8天。胚牙完成著陸,微微嵌入子宮內膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內的照片,此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映。,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內含囊胚腔）,原腸胚（內含原腸腔）,胎兒形成,：在透明帶內進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,內細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,三.胚胎發(fā)育,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內胚層原腸腔,1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在816細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關于動物的體內受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些