胚胎工程的理论基础ppt课件

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：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,胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此要了解动物受精和早期胚胎发育。,胚胎工程的理论基础,学习目标：1、说出生殖细胞（精子和卵细胞）的形成过程2、说出受精作用的过程3、概述胚胎的发育各时期特点,学生活动：阅读P24-26完成下列问题：,1、精子在什么器官中形成？精子的发生包括哪几个时期？2、当精子产生后发生什么变化才获得受精能力？3、精子具有什么样的形态和结构？,一.生殖细胞的形成一）精子的发生,一、精子的发生,(3)过程：,(1)场所:(2)时期:,睾丸,初情期,生殖机能衰退,分四个阶段,精原细胞形成成熟精子的过程,小知识：成人睾丸，长约4厘米，宽约3厘米，重量约20克。每个睾丸内约有3001000条这样的小管子，若把它们通通连接起来，大概会有200300米长。估算，成年人每克睾丸组织在每秒钟内可产生300600个精子，每天双侧睾丸可产生上亿个精子。,精子的形成过程,着丝点分裂姐妹染色单体分开,1个精原细胞(2N),2个次级精母细胞(N),同源染色体联会，出现四分体、交叉互换同源染色体分离非同源染色体自由组合,3）、精子的发生过程（4个时期）,精子成熟后，进入附睾中进一步发育并贮藏。附睾中的精子一般没有受精能力，只有其头部的糖蛋白被雌性生殖管道分泌物中的酶降解后才具备。（精子获能）,精子细胞,精子,1.理清精子细胞变形成精子的过程。2.注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?,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,精子细胞变形中的主要变化：,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(最后脱落),顶体,发育为,演变为,形成,浓缩成,变为,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,2、精子发生的激素调节,雄性激素是精子发生调节中最为重要因素,1）雄性激素的分泌部位：曲细精管之间的间质细胞，最重要的雄性激素是睾丸酮。,2）雄性激素的主要功能：刺激雄性生殖器官和精子的发育与成熟，激发并维持雄性第二性征。,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。,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？,问题探讨,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膜，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？,二）.卵细胞的发生,学生活动：阅读P27-28内容完成下列内容：1、卵细胞的形态结构？2、卵细胞的形成场所、过程？,1、卵细胞的形态结构,卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞，大约是精子体积的100倍。其直径可达0125-015毫米，和人的头发尖的直径差不多。,卵呈球形，卵的细胞膜外面具有外被，其成分主要是糖蛋白，是由卵细胞或其它细胞分泌的。在哺乳动物中这种外被叫做透明带，其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。透明带外面还具有由卵丘细胞形成的放射冠。卵细胞细胞质多，核糖体十分丰富，同时还含有大量营养物质，卵细胞不能运动。,卵细胞结构图,1）发生部位：卵巢、输卵管卵子是从卵巢的原始卵泡发育形成的，妇女一生中全部卵细胞都是胎儿期增殖生成的。新生儿时期约有30万40万个以上的原始卵泡，但是99的原始卵泡发育不久就相继退化消亡，故妇女一生中总共有400至500个卵泡发育成熟并排出。,2、卵细胞的发生,2）时间：从胎儿时期开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）从性别分化开始，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。,卵原细胞,联会,四分体,初级卵母细胞,第一极体,第二极体,卵细胞,次级卵母细胞,增殖期：,生长期：,成熟期：,原始生殖细胞,原始卵泡,初级卵母细胞,卵原细胞,原始卵泡,成熟卵泡,初级卵母细胞,次级卵母细胞,第一极体,卵细胞,减,有丝分裂,染色体复制,被卵泡细胞包围,（胎儿时期完成）,（性成熟以后完成）,减,两个第二极体,第二极体,3)卵细胞发生过程,退化消失,多数哺乳动物在排卵前后完成减和减前期、中期，在受精后完成减后期、末期，并释放第二极体。,有丝分裂,染色体复制,卵原细胞,多个卵原细胞,胎儿时期,初级卵母细胞,卵泡细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,排卵前后,M,卵细胞,第二极体,退化消失,受精,合子,一般不进行M,在完成,受精过程,卵子发生过程,卵细胞受精的标志：当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵细胞已经完成了受精。,3.卵细胞发生的激素调节,卵泡刺激素（FSH）,黄体生成素（LH）,雌激素,卵巢,脑垂体,促进卵母细胞的生长和发育；使卵泡细胞释放更多的雌激素。,使卵泡细胞释放更多的雌激素；增高会引起排卵。,促进卵泡生长,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？,刚排出的卵细胞尚未完全成熟，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。,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。,是指卵细胞从卵泡中排出。,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,二.胚胎的发育,受精作用,1、概念:,2、标志:,3、场所:,1、概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。,2、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:受精是在输卵管内完成的。,4、过程,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,透明带,受精卵的形成,卵黄膜,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。,准备阶段2：卵细胞的准备,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:1.精子穿越放射冠和透明带（1）.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，形成精子穿越放射冠的通路。,（2）.穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。,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),受精完成标志,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,精子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。,区分受精的标志和受精完成的标志,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。也就是第二极体形成的时候。而受精完成的标志是雌雄原核融合形成合子。,小结受精阶段,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。,哺乳动物受精过程示意图,1)精子穿越放射冠和透明带,顶体反应,透明带反应(第一道屏障),2)精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用（第二道屏障）,3)原核形成,雄原核和雌原核形成,4)配子结合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),5.受精作用的实质和意义,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。,受精过程完成以后开始进行胚胎发育。,胚胎发育的过程,胚胎发育的过程：根据胚胎形态的变化，分几个阶段：受精卵卵裂（包括2细胞期、4细胞期、8细胞期、16细胞期、32细胞期）桑椹胚囊胚期原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠腔）幼体。,受精卵,人的胚胎发育,卵裂期,卵裂期的特点,细胞分裂方式为_细胞数目_每个细胞体积_胚胎总体积_或略有_有机物总量_有机物种类_DNA总数目_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,减少,增加,增加,桑椹胚,囊胚期,滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，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，能发育成完整的胚胎,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,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。,精子试图进入卵子瞬间,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚胚卵期,囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束,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140150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。,新生儿,1、下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（）A.细胞数目不断增多B.细胞的分裂方式是有丝分裂C.胚胎中DNA的总量增加D.每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小,评价练习：,D,2、研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是(),B,A,C,D,A,3.下列不属于胚胎工程的是：（）,A.体外受