动物学多细胞动物的胚胎发育.ppt

精子,卵子（sperm,ovum）,受精fertilization,（cleavage）卵裂（blastula）囊胚期（gastrulation）原肠胚形成（neurulation）神经胚形成（organogenesis）器官形成,成体,受精卵,胚胎发育（embryogenesis）,幼体,变态（metamorphosis）,2多细胞动物的胚胎发育,2.1动物胚胎发育的一般规律,动物的胚胎发育首先从受精开始，出现倍增性的细胞分裂，形成多细胞组成的实心球体状桑椹胚。之后，伴随细胞的继续分裂，胚体中央出现空隙，并不断扩大成为中空的囊胚。囊胚形成后，在其一端开始内陷并不断向囊胚腔内延伸，出现未来发育为消化管道的原肠，成为原肠胚。原肠的出现使动物的胚胎出现了外胚层和内胚层的分化。同时，通过细胞的迁移在内外两胚层之间出现了另一个细胞层，成为中胚层，奠定了未来动物器官发生的基础。进一步，外胚层特定区域细胞内陷形成神经系统，即成为神经胚。以后胚胎进入器官、系统发生的阶段，直至幼体发育完成。,动物高等有性生殖的发育过程由一系列发育和生理过程组合完成。亲代生殖干细胞（GSC）的决定、分化（从受精开始）生殖腺体的发育性别决定配子形成副性征建立、青春发育、生殖周期等,卵裂的后期，胚泡排列在一个中空的球形表面，形成一层。,继囊胚期之后，胚胎开始形成了原肠腔，即将来的消化腔，原肠胚约含1000个细胞。,原肠中期,原肠早期,原肠晚期,内陷(invagination):囊胚壁内折，向内扭曲，即囊胚的植物极细胞向内陷入。胚胎分为内胚层和外胚层。凹陷形成的腔叫原肠。胚孔。外包(epiboly):动物极一端细胞卵黄少，生长较快，逐渐向下，将卵黄多、不能内陷的植物极大胚泡包围。内转(involution):发生在进行盘裂的卵，分裂的细胞由下面的边缘折入，向内延伸，并最终形成内胚层。内移(ingression):指表层的单个细胞作极性运动，迁入胚胎的内部。,原肠作用中的主要细胞迁移,分层(delamination):指一个细胞层分成两层或多或少平行的细胞层。会聚伸展(convergentextension):指细胞间相互插入，使所在组织变窄、变薄，并推动组织一定方向移动。,裂体腔法：植物极的一个细胞，成中胚层的端细胞，分裂成2个原始中胚层细胞，对称的排在胚孔的两侧。这2个细胞不断分裂，就在内外胚层之间形成中胚层条，中胚层条的细胞之间出现了成对的体腔。体腔囊法：内胚层两侧的细胞向外突出，形成了成对的体腔囊，体腔囊和内胚层脱离后，在内外胚层之间发展，便是中胚层。,裂体腔法,神经板期,神经管期,神经沟期,各种模式动物各有优点，其研究成果不仅可以揭示特定物种的特点，还有助于动物发育的一些普遍规律和机制。,2.2动物发育的主要模式动物,Caenorhabditiselegans:Wormmodel,主要优点1.易于养殖：幼虫可直接冷冻复苏；2.性成熟短：2.5-3天，两种成虫；3.细胞数量少，谱系清楚；4.易于诱变；5.基因组序列已全部测出(Dec.11,2019,Science)。,主要优点1.体积小，易于繁殖；2.产卵力强；3.性成熟短；4.易于遗传操作：如诱变；5.基因组序列已全部测出(Scien-ce,Mar.24,2000)。,Drosophilamelanogaster:Insectmodel,主要优点1.体积小，易于饲养；2.产卵力强；3.性成熟短；4.易于遗传操作：如诱变；5.体外受精和发育，易于观察;6.基因组序列已全部测出。,Daniorerio(zebrafish),斑马鱼胚胎早期发育图谱,Xenopuslaevis:Amphibianmodel,主要优点1.性成熟短；2.卵体大，易于操作；3.抗感染力强，易于组织移植。,Gallusgallus(Chicken),Musmusculus(Mouse),2.3人体胚胎发育,2.3.1生殖细胞(单倍体：23条染色体),精子：能运动、并获能卵子：第二次成熟分裂中期，外仅有透明带,2.3.2受精,定义：精子穿入卵中形成受精卵的过程部位：输卵管壶腹部时间：排卵后12h内（精子射出24h内）过程：意义：新生命开始，细胞分裂染色体恢复23对(二倍体)，维特物种稳定决定性别既遗传又有变异,受精过程获能：精子获能使精子在女性生殖管道，特别是输卵管中运行的过程中完成的。此时，精子表面的一些糖蛋白衣和精浆蛋白从精子头部脱落，于是顶体表面的细胞膜裸露。顶体反应：当获能后的精子遇到卵细胞周围的放射冠时，在ZP3蛋白和精细胞膜上受体的作用下，释放顶体酶，溶解放射冠颗粒细胞之间的基质，穿越放射冠，接触透明带。在顶体酶的作用下，精子穿越透明带与卵细胞膜接触并与卵细胞融合。透明带反应：精子与卵细胞膜的接触和融合引发了卵浆内皮质颗粒释放溶酶体酶。这些酶改变了透明带的性质，从而灭活了透明带表面的精子种属特异性受体并阻止了精子的传入，这一过程称透明带反应。,受精过程,人受精卵相差显微镜像(示雄、雌原核),2.3.3卵裂及胚泡形成（1W）,卵裂：受精卵不断进行有丝分裂的过程，形成的子细胞为卵裂球桑椹胚：72h，由12-16个卵裂球构成的实心胚，外包有透明带,卵裂和胚泡形成,滋养层：单层细胞构成胚泡壁极滋养层：内细胞群外的滋养层胚泡内细胞群：滋养层内的一群细胞（4thd）(人体的原基)胚泡腔：胚泡内的腔，充满胚泡液透明带消失,胚泡形成光镜像,2.3.4植入,定义：胚泡埋入子宫内膜的过程（着床）时间：受精后第5-6天开始，第11-12天完成部位：子宫体或底（异位：前置胎盘、异位妊娠）过程,条件：受精卵在输卵管中运行正常透明带准时消失母体的性激素分泌正常，子宫内膜处于分泌期,子宫内膜变化：蜕膜：植入后的子宫内膜蜕膜反应：分泌期妊娠期(子宫内膜进一步增厚、血供更丰富、腺体分泌更旺盛，基质细胞转成蜕膜细胞等)基蜕膜：位于胚泡深部的蜕膜包蜕膜：覆盖胚泡表面的蜕膜壁蜕膜：其余部位的蜕膜,上：异位植入右下：前置胎盘,胚泡附着于子宫内膜上皮光镜像,植入过程,胚泡植入子宫内膜光镜像,第2周胚与蜕膜光镜图(示二胚层胚盘),胚胎与子宫蜕膜的关系,二胚层形成,2.3.5胚层形成,二胚层胚盘及相关结构的形成（2W）下胚层：面向胚泡腔内细胞群细胞形成的单层细胞上胚层：其余内细胞群细胞排列规则形成的细胞层二胚层胚盘：上下胚层隔以基膜相贴，形成的椭圆形盘状结构卵黄囊：下胚层周边细胞向胚盘腹部增生形成的扁平细胞囊羊膜腔：上胚层细胞间出现的腔隙，为羊膜腔，其壁为羊膜，内有羊水胚外中胚层：胚泡腔内出现松散的细胞群（来源于滋养层）；继而细胞间隙再度出现和扩大形成胚外体腔（胚外脏壁中胚层和胚外体壁中胚层）体蒂：羊膜腔顶尾侧借粗短的胚外中胚层蒂连于滋养层,第2周胚光镜图(示二胚层胚盘),第3周初胚的剖面,三胚层胚盘及相关结构的形成（3W）（一）原条及中胚层的形成1、原条:上胚层尾侧细胞增殖迁移至腹侧中轴线上，形成的一条细胞索；（决定了胚盘中轴和头尾）2、原沟:原条中心出现浅沟3、原结和原窝:原条头端细胞增生形成的细胞团（原结），其中央凹陷（原窝）4、内胚层:原条部分细胞向深层增生内陷置换下胚层，而形成的新细胞层；原下胚层迁移形成卵黄囊内胚层5、胚内中胚层:上胚层部分细胞经原条在上、内胚层间迁移形成的新细胞层6、外胚层:原上胚层改称7、三胚盘:均来源于上胚层的内、中、外三胚层组成头大尾小的梨形胚盘；（人体的原基）,第16天胚盘(示三胚层形成),三胚层光镜像(示原沟),第18天胚盘(示脊索形成),三胚层胚盘及相关结构的形成（3W）（二）脊索的形成脊索：原结细胞经原窝在内、外胚层间向头侧迁移，形成的一细胞索，原条缩短消失（三）口咽膜和泄殖腔膜的形成口咽膜和泄殖腔膜：脊索头侧和原条尾侧各有无中胚层的圆形小区，仅内、外胚层相贴,2.3.5胚层形成,神经管形成及中胚层的早期分化,(脊索背侧中轴)神经板神经沟神经管脑和脊髓神经褶神经嵴周围神经系统等外胚层(其它部分)体壁外胚层表皮及其衍生物等结构的上皮(另外有：腺垂体、松果体、牙釉质、角膜、视网膜、内耳膜迷路、外耳道、口、鼻腔和肛门上皮),2.3.6胚层分化（4W-8W）,神经嵴早期演变,三胚层胚盘与神经管形成光镜像,神经管形成,无脑畸形伴脊髓脊柱裂,中胚层的早期分化,轴旁中胚层(体节)生骨节、生肌节、生皮节脊柱肋骨、躯干骨骼肌、真皮2、中胚层间介中胚层泌尿和生殖系统脏壁中胚层内脏平滑肌、结缔组织和血管侧板中胚层原始体腔心包腔、胸膜腔和腹膜腔体壁中胚层体壁骨骼、骨骼肌、结缔组织和血管,体节与神经沟,内胚层分化（20和23天）,内胚层分化（26和28天）,前肠(前端口咽膜)3、内胚层中肠(连卵黄囊)消化、(原肠)后肠(末端泄殖腔膜)呼吸系统上皮另:甲状腺、甲状旁腺、胸腺、中耳、膀胱和阴道等的上皮,三胚层演变结果示意图,三胚层演变和胚体外形的形成,三胚层演变和胚体外形的形成,胚体形成及外形变化圆盘形胚盘倒梨形胚盘圆柱形胚体原因：各部位生长速度不一致中部边缘；外胚层内胚层；头尾方向左右方向；头侧尾侧,2.3.7胚体形成及外形变化（2W-8W）,58周人胚外形演变,胚体形成及外形变化,胚体形成及外形变化,胚体形成及外形变化,胚体形成及外形变化,人胚外形演变实物图38周,人胚外形演变实物图,滋养层形成,绒毛膜形成,第3周初胚的剖面,2.3.8胎膜和胎盘,胎膜1、绒毛膜定义：源于滋养层，包于胚胎最外层滋养层在植入后增殖分化成三层，尤其含有胚外中胚层，表面有指状突起，则改称绒毛膜合体滋养层：滋养层细胞向外增生，细胞界限消失组成细胞滋养层：界限清楚的内层细胞胚外中胚层：细胞滋养层向内增生，形成的松散细胞层,第7周胚、羊膜囊与绒毛膜,绒毛干的分化发育,初级绒毛干,次级绒毛干,三级绒毛干,绒毛膜变化示意图,胎膜1、绒毛膜变化：早期：绒毛分布均匀晚期：丛密绒毛膜位于基蜕膜处，血供丰富平滑绒毛膜位于包蜕膜处，血供匮乏，绒毛退化消失，表面光滑功能：保护、组成胎盘、内分泌,绒毛膜变化,第3周初胚的剖面,2、羊膜：羊膜上皮+胚外中胚层，半透明薄膜，最后贴于绒毛膜上，腔内充满羊水羊水功能：保护、防粘连、有利胎儿活动、冲洗产道等,羊膜囊中的胎儿,卵黄囊,2、羊膜：羊膜上皮+胚外中胚层，半透明薄膜，最后贴于绒毛膜上，腔内充满羊水羊水功能：保护、防粘连、有利胎儿活动、冲洗产道等3、卵黄囊：造血干细胞、原始生殖细胞来源于卵黄囊的胚外中胚层和内胚层,卵黄囊,4、尿囊：原始消化管尾端突入体蒂内的盲管，改建为脐血管和部分膀胱,尿囊,胎膜、蜕膜与胎盘,4、尿囊：原始消化管尾端突入体蒂内的盲管，改建为脐血管和部分膀胱5、脐带：源于体蒂，连于胎儿脐部与胎盘间的索状结构，外包羊膜，内含结缔组织、卵黄囊、尿囊和脐血管（2根动脉、1根静脉）,脐带（上：模式图下：光镜像）,胎儿和胎盘,胎盘形态：圆盘状（中厚边薄）胎儿面：光滑，表面为羊膜，脐带附着母体面：粗糙，含胎盘小叶，绒毛干，绒毛间隙充满母体血液组成：胎儿丛密绒毛膜+母体基蜕膜,胎盘实物图(A胎儿面B母体面),胎盘结构模式图,胎盘功能1、物质交换：从母体获取营养物和O2，排出代谢物和CO2母体和胎儿为两套独立的循环系统，互不相通，只进行物质交换,胎盘结构模式图,胎盘功能2、屏障作用：阻止母体血液的大分子物质和细菌等进入胎儿胎盘膜：胎盘内母体和胎儿物质交换所通过的结构组成：(早期)合体滋养层、细胞滋养层和基膜、绒毛内结缔组织、绒毛内