体内受精和早期胚胎发育.ppt

有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生的（携带他们的遗传信息）的孩子，你能从理论上想个办法帮他们完成这个愿望吗？,？,试管婴儿是不是在试管中长出一个胎儿呢？,专题3 胚胎工程,胚胎：指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体,胚胎工程,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。,操作对象： 技术手段： 理论基础：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精卵与早期胚胎的发育规律,胚胎工程,3.1 体内受精和早期胚胎发育,一、精子和卵细胞的发生,（3）过程：,（一）精子的发生,(1)场所: (2)时期:,_中的_,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,不等于衰老,睾丸,曲细精管,_ _,第阶段初级精母细胞的形成,精原细胞,多个初级精母细胞,有丝分裂,多个精原细胞,染色体复制,_ _ _,其他物质合成,第阶段： 精子细胞的生成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,_ _ _,精子细胞,精子,第阶段：精子细胞变形成精子,线粒体,高尔基体,A、顶体的发生,发育中的顶体,发育中的尾 （中心体）,B、尾的的发育,C、精子头的出现,D、细胞质浓缩,E、精子的形成,原生质滴,尾,线粒体鞘,顶体,精子细胞变形成精子的过程,发育为,演变为,形成,浓缩成,变为,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),细 胞 核 高尔基体 中 心 体 线 粒 体 细胞内其他物质,精子细胞变形中的主要变化,精子发生的过程,其一，精子数量多，总有精子能与卵子结合，从而保证了种族的延续。,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:,不是,其二，对精子进行筛选，保证最优秀的精子 与卵子结合。,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。,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？,线粒体是精子维持生存和运动能量的“动力工厂” 或“发动机”,1.精原细胞生成精子需经过三次分裂。,3.曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。,4.从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。,2.初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子细胞。,（二）卵子的发生,1、场所：,发生部位：_ 成熟部位：_,卵巢,输卵管,2、时 间：_以及_,胎儿时,初情期生殖机能衰退,卵黄膜：哺乳动物卵表面上的一层细胞外结构。 透明带：围绕在卵子周围的一层透明的膜状保护层 放射冠：卵子外围包裹着层数不等的卵丘细胞。呈放射状 黄体：为排卵后由卵泡迅速转变成富有血管的腺体样结构,卵子结构图,胎 儿 期,卵原细胞,初级卵母细胞,有丝分裂,染色体复制,地点：卵 巢,被卵泡细胞包围，形成卵泡,3、卵子的发生过程,多个卵原细胞,初 情 期 后,初级卵母细胞生长,初级卵母细胞,排卵,指卵子从卵泡中排出进入输卵管,排出的卵是_,初级卵母细胞,排出的卵是_,次级卵母细胞,受精完成的标志,2个,卵子的发生,胎儿期,初情期后,卵原细胞,初级卵母细胞,次级卵母细胞 + 第一极体,合子+两个极体,初级卵母细胞,有丝分裂,（卵巢） M分裂,（输卵管） M分裂,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精,(卵巢）,卵泡的形成和储备,思考：,1.卵子是否受精的重要标志是什么？,在卵黄膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志,2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,减数第二次分裂过程是在输卵管中,3.排除的卵子是什么时期的细胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,4.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,5.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从 卵巢中排出？,是指卵子从卵泡中排出。,6.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？,刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，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。,（1）相似点： 最初阶段均进行有丝分裂， 不断增加生殖原细胞的数量； 经过减数分裂（M和M）才能 形成精子或卵子。,4、精子和卵子的发生异同,（2）不同点：,两次分裂连续，在睾丸的曲细精管,两次分裂不连续，在卵巢和输卵管,初情期 以后,胎儿时期和初情期后,4个 精子细胞,1个卵细胞 2个极体,是,否,蝌蚪形,球形,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；精子是从初情期开始的,1.以下说法不正确的是？ A.雄性动物从初情期开始产生精子 B.1个精原细胞可以形成4个精子 C.对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右 D.动物体型大的产生的精子多且大 2.一个卵泡可以形成的卵子数目是？ A.1个 B.2个 C.3个 D.4个,练习：,3.以下说法正确的是？ A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期 B.排卵是指排出成熟的卵泡 C.排卵实际上是排出初级卵母细胞 D.排卵实际上是排出次级卵母细胞 4.下例不属于精子和卵子发生的区别的是？ A.初级精母、卵母细胞的形成时间 B.M和M的时间连续性 C.成熟生殖细胞是否发生变形 D.成熟生殖细胞中染色体的数量,对比：精子的发生和卵子的发生,.,.,精子穿越放射冠和透明带； 进入卵黄膜； 原核形成和配子结合。,1、概念:指 和 结合形成 (即 )的过程。 2、场所:受精是在 内完成的。 3、过程:,二、受精,精子,受精卵,输卵管,卵子,合子,准备阶段1：精子获能 精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 准备阶段2：卵子的准备 卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第二分裂中期时，才具备受精能力。,（1）受精前的准备阶段：,（2）受精阶段：,【受精及胚胎发育】,卵子结构图,卵黄膜,精子穿越放射冠和透明带,1、什么是顶体反应？什么是放射冠？精子如何穿越放射冠？,顶体反应：精子的顶体释放顶体酶，作用于放射冠和透明带，形成了精子穿越的通路。 放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。 顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。,精子穿越放射冠和透明带,2、精子如何穿越透明带？什么是透明带反应?,顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带，并接触卵黄膜。 透明带反应：当精子穿过透明带 触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。 注：该反应是防止多个精子进入透明带，引起多精入卵受精的 第一道屏障。,精子进入卵黄膜,当穿过透明带的精子与卵黄膜接触时， 立即会被卵黄膜表面的 抱合，随后， 和 相互融合，精子入卵。,精子,微绒毛,精子外膜,卵黄膜,精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应做 。 注：这是防止多精入卵受精的第二道屏障。,卵黄膜 封闭作用,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,溶解卵丘细胞之间物质,穿越放射冠,接触透明带,顶体酶溶解透明带,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子注入卵,雌雄原核形成和配子结合,思考：精子入卵后，发生了哪些变化？,精 子 注 入 卵 后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障,尾部脱离 核膜破裂,形成雄原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,形成雌原核,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,注：受精作用完成的标志：雌雄原核融合，形成合子。,受精过程小结：,受精前的准备阶段,受精阶段,受精过程,精子获能,卵子的准备,放射冠,雌雄原核形成和配子的结合,透明带,卵黄膜,受精阶段,哺乳动物受精过程示意图,2)精子穿越透明带,1）精子穿越放射冠,透明带反应(第一道),3)精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用（第二道）,4)原核形成,雄原核和雌原核形成,5)配子结合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),释放顶体酶，形成通道,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),受精阶段,人的受精过程,穿过放射冠,穿过透明带,形成受精卵,三、胚胎发育,桑椹胚,卵裂期,卵裂期（2细胞4细胞8细胞16细胞32细胞）,受精卵,细胞分裂方式为_ 细胞数目_ 胚胎总体积_ _ _或略有_ 每个细胞体积_ DNA数目_ 有机物总量_ 有机物种类_,减少,2、卵裂期：,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,增加,3、桑椹胚：,当胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成 ，形似桑椹，叫做桑椹胚。,致密的细胞团,注：在这一阶段前的每一个细胞都属于全能细胞。,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质。,内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成胎儿的各种组织。,滋养层,内细胞团,囊胚腔,4、囊胚：,（细胞开始出现分化）,囊胚腔：囊胚内部出现的含有液体的囊腔。,孵化：胚胎从透明带中伸展出来的过程。,5、原肠胚：,内细胞团表层的细胞,外胚层,内胚层,内细胞团下方的细胞,中胚层,原肠腔：内胚层包围的囊腔,滋养层：发育成胎膜和胎盘。,囊胚腔,三层 二腔 一孔,原肠胚3胚层的发育,外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层。,外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官 内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体 中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、 循环系统、排泄系统、生殖系统,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，或略有减小。,：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,【胚胎发育小结】,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,1.表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 【提示】：马的胚胎进入子宫时发育程度最高， 其次为小鼠。 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？ 【提示】：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。,资料分析:（教材P67）,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。,谢谢,受精后8天。胚芽完成“着陆“,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原肠胚,内胚层中胚层原肠胚,胚的发育：,按照一定的 次