体内受精和早期胚胎发育 最新版本ppt课件.ppt

专题3胚胎工程 专题3 胚胎工程 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 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 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 专题3 胚胎工程 3 1体内受精和早期胚胎发育 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 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 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 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 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 P621 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 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 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 排卵 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 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 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 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 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 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 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 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 哺乳动物受精过程示意图 穿过透明带 精子与卵黄膜接触后入卵 形成受精卵 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 充满活力的精子 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 经过种种障碍的精子终于与卵子相遇 精子试图进入卵子 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 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 受精后6星期 人形已隐约可见 这时 胚胎的心跳每分钟140 150下 是母亲心跳的两倍 人类胚胎第8周时在子宫内的照片 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 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 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8 16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 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 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 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 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30 50个 它们一起围攻等在那里的卵子 并集体寻找突破口 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 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 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 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 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 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 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 受精作用和胚胎发育的过程11 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 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 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 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 受精作用和胚胎发育的过程16 受精作用和胚胎发育的过程17 受精作用和胚胎发育的过程18 受精作用和胚胎发育的过程19 受精作用和胚胎发育的过程20 受精作用和胚胎发育的过程21 受精作用和胚胎发育的过程22 受精作用和胚胎发育的过程23 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 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 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