3.1-体内受精和早期胚胎发育ppt课件

专题3胚胎工程,1,有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生的（携带他们的遗传信息）的孩子，你能从理论上想个办法帮他们完成这个愿望吗？,2,？,试管婴儿是不是在试管中长出一个胎儿呢？,3,胚胎工程的概念,胚胎工程指对动物或所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的，还需要移植到动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,早期胚胎,配子,雌性,胚胎,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律,1.操作对象：2.技术手段：3.理论基础：,4,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。,5,知识网络构建:,胚胎工程,胚胎工程的应用,胚胎移植,基本程序,移植的生理学基础,体外受精和早期胚胎培养,试管动物技术,体外受精,早期胚胎培养,体内受精和早期胚胎发育,精子的发生,卵子的发生,受精,早期胚胎发育,胚胎干细胞,胚胎分割,6,3.1体内受精和早期胚胎发育,（一）精子的发生,（二）卵子的发生,（四）胚胎发育,（三）受精,7,一、精子的发生,(3)过程：,(1)场所:(2)时期:,睾丸,初情期生殖机能的衰退,分三个阶段,定义:精原细胞经过一系列的分裂、增殖形成精子的过程,8,4、精子的形成过程（三大阶段）,9,精原细胞,多个初级精母细胞,有丝分裂,多个精原细胞,染色体复制,第2阶段精子细胞的生成,第阶段初级精母细胞的形成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,10,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,第阶段：精子细胞变形成精子,11,精子细胞变形中的变化,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,精子头部的主要部分,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),12,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,13,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,14,思考与讨论：,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?,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。,15,2.精子细胞变成精子的过程中,细胞中很多结构会消失,而细胞核却保留了下来,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?,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。线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。精子的线粒体集中在精子的尾部，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,16,二、卵子的发生,定义：卵原细胞经过一系列的分裂、增殖发育成卵子的过程,性别分化以后初情期生殖机能退化,1、场所：,主要是卵巢,2、时期：,17,卵子的发生,胎儿期,初情期后,卵原细胞,有丝分裂数目增多,初级卵母细胞,初级卵母细胞生长透明带形成,初级卵母细胞,M分裂,次级卵母细胞+第一极体,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的,18,说明：马排出的是初级卵母细胞；绵羊、牛、猪排出的是次级卵母细胞和第一极体。,19,卵子的发生,胎儿期,初情期后,卵原细胞,有丝分裂数目增多,初级卵母细胞,初级卵母细胞生长透明带形成,初级卵母细胞,M分裂,次级卵母细胞+第一极体,M分裂,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的,减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成,合子+两个极体,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,卵子是否受精的重要标志,20,判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？,人类和大部分哺乳动物：第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体；即使分裂，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能看到两个极体，就足以说明问题。,疑问,21,原始卵泡,成熟卵泡,22,卵子的结构示意图,23,卵原细胞,发生时间：性别分化后-胎儿期地点：卵巢,多个卵原细胞,初级卵母细胞,在雌性动物排卵前后完成,次级卵母细胞和第一极体,在受精过程中完成地点：输卵管,合子和两个极体,有丝分裂,卵子的发生过程,24,P63/小资料：,牛刚出生时，每侧卵巢大约含有15万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵母细胞。出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有200个左右，一生产下牛犊45头。其他哺乳动物的情况类似。可见：哺乳动物一生中卵母细胞的有效利用率，胚胎工程要研究解决这样的问题。,很低,420个,200万,25,精子与卵子的发生比较,睾丸,卵巢输卵管,初情期以后,胚胎期性别分化以后,先有丝分裂后减数分裂,4个精子细胞,1个卵细胞3个极体,变形为蝌蚪形,球形不变形,精子是从初情期开始的；而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,26,三、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、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,27,4、受精过程,受精前的准备阶段,受精阶段,精子获能,卵子准备,28,一)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:卵子有些是初级卵母细胞，有些是次级卵母细胞，排出后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,29,二）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。,2)精子穿越透明带,1）精子穿越放射冠,透明带反应(第一道),精卵相遇，发生顶体反应释放顶体酶，形成通道,30,雄原核和雌原核形成,5)配子结合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),3)精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用（第二道）,4）原核形成,31,哺乳动物受精过程,精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠,精子穿过透明带，并接触卵黄膜,精子头部膨胀，同时卵子完成第二次成熟分裂，释放第二极体,雌雄原核形成,核膜消失，两个原核融合,第一次卵裂即将开始,透明带反应,卵黄膜封闭作用,释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质,卵子是否受精的重要标志,精子接触透明带,32,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,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,33,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜反应,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,34,4.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。,35,四、胚胎发育,桑椹胚,受精卵,36,1、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_DNA总数目_有机物总量_有机物种类_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,减少,增加,卵裂：合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。这段时间是在透明带内进行的,卵裂,37,新生命的第三天桑椹胚,桑椹胚,特点：每个细胞都为全能细胞发育成完整胚胎。,胚胎细胞数达到32个左右时，形成致密细胞团，形似桑椹，叫做桑椹胚。,38,囊胚,孵化：囊胚扩大，透明带破裂，胚胎伸展出来。,发育为各种组织,发育为胎盘和胎膜,细胞开始出现分化,39,原肠胚,第三周末形成原肠胚,滋养层,内胚层,原肠腔,外胚层,40,原肠胚3胚层的发育,内胚层消化道、呼吸道上皮肝胰等腺体外胚层表皮及其附属结构感觉器官、神经系统中胚层皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统,内消呼胰肝；外表感神经；其余都为中胚层,41,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,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,胚胎发育过程,一孔：胚孔,二腔：扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔,三胚层：,外胚层，中胚层，内胚层,42,注意：,个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体,43,新生命的第四周,新生命的第五周看啊，眼的雏形出来了,44,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140150下是母亲心跳的两倍。,45,新生命的第七周进一步发育了，看个整体的吧,人类胚胎第八周时在子宫内的照片，胚初具人形,46,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,47,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。,48,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