受精作用与胚胎发育

专题3 胚胎工程 3 2体外受精和早期胚胎培养 1678年 荷兰显微镜专家AntonvanLeeuwenhoek发现了精子 NicolasHartsoeker theotherco discovererofsperm 描绘了一幅精子中存在一个预成的小人 apreformedhuman homunculus 的画面 17世纪末 意大利的博物学家LazzaroSpallanzani发现过滤去除精子之后的精液不能使蟾蜍的卵子受精 filteredtoadsemendevoidofspermwouldnotfertilizeeggs 什么是受精作用 受精作用发生的场所在哪里 是否受精的标志是什么 受精作用的意义 观看视频 完成以下问题 三 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3 标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 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 阅读课本P64 P66 受精过程分为那几个阶段 每个阶段各发生了什么事件 请以精子的运行途径为线索 设计一幅简图 来说明受精过程 4 过程 受精前的准备阶段 受精阶段 准备阶段1 精子获能 准备阶段2 卵子的准备 准备阶段1 精子获能 即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 哺乳动物精子的获能 牛精子在到达输卵管壶腹部之前与输卵管上皮细胞的接触 1 精子获能 的 能 是什么呢 2 精子获能的实质是什么呢 体外精子获能的处理方法 1 培养法 对啮齿动物 家兔和猪等动物 将取自附睾的精子 放入人工配制的获能液中 培养一段时间后 精子就可获能 这种方法称为培养法 2 化学诱导法 对于牛 羊等家畜 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中 用化学药物诱导精子获能 称之为化学法 小资料 动动脑 受精能力 由生殖道分泌一种物质解除对精子获能的抑制 精子获能 是指精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程 是精子在受精前必须经历的一个重要阶段 其实 精子在附睾内已经获得了受精能力 但由附睾分泌的一种物质附于精子表面 抑制了他的受精能力 这种物质被称为去能因子 精子进入女性生殖道以后 去能因子的作用被解除 精子才具有真正的受精能力 这就是精子获能 能够解除去能因子的物质称为获能因子 精子在阴道内不能获能 只有当他穿过宫颈时 精浆内大量的去能因子才能被阻挡 精子同子宫内膜接触后 子宫内膜产生获能因子 输卵管的分泌物也参与了精子获能 因此 可以说精子的获能过程是一个多时相的过程 先在子宫内 后在输卵管内 随着精子的获能 氧耗量增加 精子运动加速 并迅速游向卵子 最终使精卵结合 精子获能 的生育意义在于 去除精子表面的覆盖物 暴露出精子膜表面与卵子相识别的位点 增加精子活力 改变膜的通透性 精子头部出现流动性不相等的区域 为精子膜与顶体膜融合做好准备 精子顶体后区膜的流动性加大 以准备与卵膜结合 小试牛刀 1 精子获能与下列哪项有关 A 尾部摆动B 呼吸作用C 雌性生殖道运行D 某种物质的作用 2 精子获能所利用的化学物质可以是 A 一定浓度的肝素B 一定浓度的ATPC 一定浓度的葡萄糖D 一定浓度的血清 准备阶段2 卵子的准备 即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期 M 时 才具备受精能力 受精阶段 主要包括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 充满活力的精子 经过种种障碍的精子终于与卵子相遇 顶体反应 获能以后的精子 在雌性动物生殖道与卵子相遇时 会出现精子顶体膨大 精子质膜 外膜 和顶体外膜局部融合 并在融合处形成一些泡状物 随后脱落 造成精子顶体外膜出现孔洞 使顶体内储存的与受精有关的酶释放出来 参与精子和卵子的受精过程 这种生理现象叫做顶体反应 顶体突起 海胆精子的顶体反应过程 仓鼠精子的顶体反应 穿过透明带 透明带反应 在精子和卵子受精过程中 当精子越过放射冠 进入透明带并接触卵黄膜时 卵子发出指令 信号 阻止后续的精子进入透明带的一种生理反应 叫透明带反应 它是受精过程中 防止多精入卵继而造成多精子受精的第一道屏障 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 多精受精阻断的机制许多精子都可以到达卵子的表面并与之吸附 但是通常只有一个精子能完成受精 称为单精入卵 monospermy 多个精子入卵受精称为多精入卵 polyspermy 将导致死亡或不正常的发育 生命发展了多种机制防止多倍的染色体组融合 最普通的办法是阻碍多精入卵 海胆未受精卵的扫描电镜照片 示卵黄膜 vitellineenvelope 和质膜 plasmmembrane 卵黄膜封闭作用 当第一个精子进入卵黄膜后 会立即引起卵黄膜的紧缩 增厚 阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精 称为卵黄膜封闭作用 也叫做多精子入卵阻滞 是防止多精子受精的第二道屏障 多精子入卵的结果将形成多个雄原核与一个雌原核融合完成受精 产生多倍体受精卵 属异常受精现象 意味着受精的失败 不能继续发育和产生后代 海胆精子顶体突起与卵子微绒毛的接触 形成受精卵 A 精子入卵 雄原核膨大 精子的尾在卵中 B 雌雄原核并排 C 2细胞期 两个细胞中的核清晰可见 中心体发出的微管形成星光 连接并牵动雄原核与雌原核相互靠近 人类受精过程中雌雄原核的运动 受精过程 精 卵相遇 顶体反应 顶体酶释放 顶体酶溶解透明带 接触透明带 穿越放射冠 溶解卵丘细胞 放射冠 穿越透明带 接触卵黄膜 产生透明带反应 形成第一道屏障 作用 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜融合 精子进入卵 精子进入卵后 变化 变化 变化 产生卵黄膜封闭作用 形成第二道屏障 作用 尾部脱离核膜破裂 形成雄原核 形成雌原核 激活卵子完成减数第二次分裂 排出第二极体 发育移动接触合并 形成受精卵 1 精子变形时 线粒体集中在尾基部的原因解释是 A 释放顶体酶发生透明带反应B 产生能量促进精子运动C 有利于质基因进入受精卵D 受细胞核的挤压形成 巩固练习 2 哺乳动物受精过程中 精子释放的酶是 A 溶菌酶B 蛋白酶C 顶体酶D 获能酶 巩固练习 3 关于受精过程的叙述错误的是 A 获能后的精子与卵子相遇后 释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵D 雄原核形成的同时 卵子完成第二次减数分裂 巩固练习 4 一个成熟的卵细胞内有染色体 这些染色体的来源是 A 一半来自父方 一半来自母方B 来自父方 母方的数目是随机的C 绝大多数来自父方D 绝大多数来自母方 巩固练习 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 小结 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之间的物质 透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障发生时间 精子接触卵黄膜的瞬间 2 精子进入卵黄膜卵黄膜上的微绒毛抱和精子 精子外膜与卵黄膜融合 实现精子入卵 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精子尾部脱离 核膜破裂 出现新的核膜 雄原核形成 精子入卵 卵子被激活 完成第2次分裂 排出第二极体 形成雌原核 4 配子结合雌雄原核融合形成合子 受精卵 充分发育的原核移动到一起接触 体积缩小合并 染色体合为一组 形成二倍体合子 四 胚胎发育 胚胎发育 指受精卵发育成幼体的过程 胚胎发育 1 卵裂期的特点 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 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 增加 增加 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 下列叙述正确的是 A 胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的B 内细胞团将来发育成胎盘和胎膜C 哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系D 早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植 巩固练习 2 动物的早期胚胎发育依次经过 A 受精卵 卵裂 胚囊 原肠腔B 受精过程 卵裂 胚囊 原肠胚C 受精卵 卵裂 桑椹胚 囊胚 原肠胚D 卵 卵裂 桑椹胚 囊胚 原肠胚 巩固练习 3 动物的个体发育过程中 细胞的分化起始于 A 桑椹胚B 囊胚C 原肠胚D 组织和器官的形成 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 二 哺乳动物胚胎发育的基本过程 人体胚胎发育在子宫内经过约38周 整个过程可分为胚卵期 胚胎期和胎儿期三个阶段 胚卵期 从受精至第一周末胚胎开始着床 细胞期 新生命的第四天 胚泡 新生命的第三天 桑葚胚 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 桑椹胚 细胞数在32个左右 细胞排列致密 形似桑椹 细胞属于全能细胞 囊胚 细胞开始分化 内细胞团将来发育成各种组织 滋养层将来发育成胎膜 胎盘 出现囊胚腔后 进一步扩大会导致孵化 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 新生命的第四周 新生命的第五周 看啊 眼的雏形出来了 胚胎期 从第二周至第八周 第三周末形成原肠胚 内细胞团表皮的细胞形成外胚层 下方的细胞形成内胚层 出现原肠腔 新生命的第六周 四肢和脑都开始初步分化了 真让人激动 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 新生命的第七周 进一步发育了 看个整体的吧 人类胚胎第8周时在子宫内的照片 胚初具人形 新生命的第九周 胎儿已基本成形 看看手的进一步分化 新生命的第十二周 理论上这时的胎儿已可以独立生活 但其实出世的日子还早 胎儿期 从第九周开始至分娩 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 新生命的第二十六周 中间的很多周变化不大 是体内器官的逐步分化和成熟 就略过吧 二十六周的胎儿如果出世 存活率已经很高了 看看就知道差不多了啊 新生命的第二十八周 请注意体位 现在已经为分娩做好准备了 联系生活 你知道 同卵双胞胎 异卵双胞胎 以及 多胞胎 是怎么产生的吗 同卵双生是指由同一个受精卵发育而成的双胞胎 这对双胞胎的性别相同 都是男的或都是女的 由于这对双胞胎具有相同的遗传物质 因此他 她 们