体内受精和早期胚胎发育VIP

专题3胚胎工程 教学目标 1 胚胎工程的概念2 精子和卵子的发生3 受精4 胚胎发育 3 1体内受精和早期胚胎发育 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 胚胎工程的概念理解 操作的对象早期胚胎或配子技术手段胚胎干细胞培养 胚胎分割 胚胎移植 体外受精最后结果产生动物个体 满足人类需求理论基础 哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律 一 精子和卵细胞的发生 1精子的发生 1 场所 2 时期 中的 睾丸 曲细精管 初情期 生殖机能衰退 不等于衰老 3 过程 分三个阶段 人类的青春期为10 20岁 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 初级精母细胞的形成 精子细胞的形成 精子细胞的变形 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 细胞核 细胞质 中心体 第三阶段 精子细胞变形成精子 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 尾 线粒体鞘 尾的基部 颈的下方 原生质滴 球状 最后脱落 精子细胞变形总结 1 顶体2 头部3 线粒体鞘4 原生质滴5 尾部 精子的形态 1 外形似蝌蚪 分 三大部分 2 不同种动物精子的形态 大小略有 与动物的体形大小 头颈尾 相似 不同 无关 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 2 卵子的发生 1 发生部位 成熟部位 2 时间 以及 卵巢 输卵管 胎儿时 初情期 生殖机能衰退 3 过程 2阶段 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 卵原细胞 卵原细胞 2N N 2N 透明带 卵黄膜 初情期后 初级卵母细胞 次级卵母细胞 第一极体 合子 第二极体 M M 初级卵母细胞生长 透明带形成 第一极体 排卵前后完成 一般不进行M 精卵结合过程中完成 排卵 指卵子从卵泡中排出进入输卵管 马 犬 绵羊牛猪 排出的卵是 初级卵母细胞 排出的卵是 次级卵母细胞 思考 如何判断卵子是否受精 卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 放射冠由卵丘细胞组成 透明带 卵黄膜 核 第一极体 卵黄间隙 放射冠 透明带 卵黄膜 核 卵子的结构 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 3 精子和卵子的发生异同 2 不同点 两次分裂连续 在睾丸曲细精管 两次分裂不连续 在卵巢和输卵管 初情期后 胎儿期初情期后 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 二 受精 1 概念 指精子和卵子结合形成合子 即受精卵 的过程 2 是否受精的标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 3 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 刚排出的卵子尚未完全成熟 需要在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 4 过程 排出的卵子是在输卵管内与精子受精的 二 受精阶段 精子穿越放射冠和透明带 顶体反应 透明带反应 第一道 卵黄膜封闭作用 第二道 雄原核和雌原核形成 雌雄原核融合形成合子 受精卵 此过程于减数第二次分裂完成时发生 精 卵相遇 首先发生 反应 使顶体内的 释放出来 精子所释放的 可直接溶解 之间的物质 形成精子穿越 的通路 顶体 顶体酶 放射冠 1 精子穿越放射冠 酶 卵丘细胞 1 精子穿越放射冠和透明带 2 精子穿越透明带 精子与透明带接触 顶体酶将透明带溶出一条孔道 精子穿越透明带 并接触卵黄膜 在精子触及卵黄膜的瞬间 卵子发出信号 会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应 这个反应称做透明带反应 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 精子被卵黄膜上的微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜相互融合 精子入卵后 立即发生卵黄膜封闭作用 防止其它精子入卵受精 3 雌 雄原核形成 精子入卵后 被激活的卵子完成减数第二次分裂 释放第二极体 同时精子尾部脱落 原有核膜破裂 新核膜形成 产生一个比原来核要大的雄原核 卵子释放第二极体后 形成雌原核 雌原核一般略小于雄原核 雄原核 雌原核 4 雌雄原核融合形成合子 受精卵 受精的实质阶段 雄 雌原核充分发育后 相向移动 彼此接触 二者体积缩小 合并 两组核染色体合为一组 形成一个含二倍染色体的合子 也就是受精卵 雌雄原核融合形成合子标志着受精作用的完成 放射冠 精子穿越放射冠穿越透明带进入卵黄膜 透明带 原核形成配子结合 卵黄膜 雄原核 雌原核 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 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 激活的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 1 卵裂 受精卵在透明带内进行的有丝分裂 五 早期胚胎发育 场所 输卵管和子宫 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 减小 桑椹胚 细胞数约32个左右 排列紧密 形似桑椹 该阶段前的每一个细胞都是全能细胞 2 桑椹胚 囊胚期 滋养层 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 具有全能性 发育胎儿的各种组织 滋养层 内细胞团 囊胚腔 3 囊胚的形成 细胞分化 内细胞团 滋养层 囊胚腔 透明带 囊胚 进一步扩大 孵化 囊胚进一步扩大 透明带破裂 胚胎从其中伸展出来的过程 内细胞团 透明带 破裂 滋养层 囊胚腔 受精 着床 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 由外胚层细胞增殖产生的一部分细胞在内 外胚层之间形成的第三层细胞 滋养层 发育成胎儿的胎膜和胎盘 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 为胚胎发育提供液体环境 胎膜 人类胚胎与母体间的物质交流 胎盘 母体动脉 羊膜 母体静脉 送至母体 来自母体 绒毛膜微绒毛 受精