体内受精和早期胚胎发育

专题3胚胎工程,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,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,分三个阶段,精原细胞形成成熟精子的过程,第阶段：初级精母细胞的形成,第阶段：精子细胞的生成,精原细胞,多个初级精母细胞,数次有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,第阶段：精子细胞变形成精子,3、过程：,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,第阶段：精子细胞变形成精子,精子细胞变形小结,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,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),4、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,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（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膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”,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、卵子的发生,(1)发生部位：卵巢(2)发生时间：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。,卵原细胞形成成熟卵细胞的过程称为卵子发生,卵泡的发育,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,第二极体,卵子,退化消失,（3）卵子的发生过程,M,排卵前后完成,受精,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿期,初情期后,卵子受精的重要标志：在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。,卵巢,输卵管,家畜卵子发生和成熟示意图,哺乳动物卵泡的形成和卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。,睾丸,卵巢输卵管,初情期以后,性别分化以后,先有丝分裂后减数分裂,同上,4个精子细胞,1个卵细胞3个极体,变形,不变形,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；而精子是从初情期开始的,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。,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。,4.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？,相似点：1.最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；2.经过两次减数分裂（M和M）才形成精子和卵子。,不同点：1.一个精原细胞产生多个精子；一个卵原细胞产生一个卵子；2.精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。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。,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: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,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。,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: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.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,卵黄膜上的微绒毛抱住精子,4.原核形成：雄原核形成和雌原核形成,5.配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵),受精完成标志,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),受精的意义,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。,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,四.胚胎发育,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,滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔,早期胚胎发育的几个阶段小结,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,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原肠胚,胚的发育：,原肠胚的形成,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子瞬间,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。,孕四周,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。,神奇的生命现象,新生儿,巩固练习,1精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）顶体反应透明带反应卵黄膜封闭作用精子穿越放射冠ABCD2在受精过程中（）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生ABCD,B,B,当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期D.减数第二次分裂结束成熟,C,关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是()(多选)A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.囊