体内受精和早期胚胎发育专家讲座

胚胎工程概念

胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行各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。经过处理后取得胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第1页操作对象：早期胚胎和配子技术伎俩：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物受精卵和早期胚胎发育规律体内受精和早期胚胎发育专家讲座第2页胚胎工程建立一.胚胎移植技术研究胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺乏基础步骤。二.胚胎移植技术成功和应用带动和加速了体外受精技术研究。三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别判定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第3页专题3:胚胎工程§3.1体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育专家讲座第4页一.精子和卵子发生（1）发生场所：睾丸（2）时间：雄性动物从初情期——生殖机能衰退，在睾丸

内不停进行着生殖细胞增殖，源源不停地产生精子。1.精子发生曲细精管体内受精和早期胚胎发育专家讲座第5页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MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生过程多个精原细胞染色体复制变形P61精子变形示意图体内受精和早期胚胎发育专家讲座第6页精子细胞变形中主要改变：1.细胞核——2.高尔基体——3.中心体——4.线粒体——5.细胞内其它物质——精子头主要部分头部顶体精子尾线粒体鞘(尾基部)原生质滴(球状,最终脱落)体内受精和早期胚胎发育专家讲座第7页？图示中显示了精子发生什么阶段？精子形成时间、形态、大小P62体内受精和早期胚胎发育专家讲座第8页

提醒：不是。其一，在自然繁殖条件下，能够说是动物为繁殖后代、延续物种一个生理保障机制；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，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最终抵达受精部位（输卵管）精子只剩百余个，与卵子完成受精只有一个。P621.家畜每次射精排出精子数以亿计，不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？问题讨论:体内受精和早期胚胎发育专家讲座第9页

提醒：细胞核是精子遗传物质储存和复制场所，也是参加精、卵结合和后代遗传特征与细胞代谢活动控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量场所。精子线粒体集中于尾基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量“动力工厂”或“发动机”。2.精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾基部？体内受精和早期胚胎发育专家讲座第10页2.卵子发生(1)发生部位：卵巢(2)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过程完成。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第11页排卵体内受精和早期胚胎发育专家讲座第12页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第13页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MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失（3）卵子发生过程MⅡ排卵前后完成在受精过程完成被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿时期完成体内受精和早期胚胎发育专家讲座第14页卵子受精标志：当在卵黄膜和透明带间隙能够观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第15页P63讨论：1.一个卵泡中能形成几个成熟卵子？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.刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位与精子受精？

答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到减数第二次分裂中期才能与精子结合完成受精过程。排出卵子是在输卵管内与精子受精。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第16页哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或不一样点？相同点：最初阶段均进行有丝分裂，不停增加原始生殖细胞数量；经过两次分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不一样点：1个精原细胞——4个精子；1个卵原细胞——1个卵子；精子需要变形，变为形状为蝌蚪状；卵子不需变形，为球形。多数哺乳动物形成卵子数量和在卵巢内贮备是胎儿出生前完成，这是精子或卵子在发生上主要区分。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第17页巩固练习1.以下不属于胚胎工程是：（）A.体外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干细胞培养D.转基因鲤鱼培育2.有一个卵原细胞中含有A与Aˊ、B与Bˊ两对同源染色体，它形成含有AB配子有

（）A.1个B.0或1个C.2个D.4个DB体内受精和早期胚胎发育专家讲座第18页二、受精1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）过程。2.场所：输卵管体内受精和早期胚胎发育专家讲座第19页一)受精前准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物生殖道发生对应生理改变后,才取得受精能力生理现象.2)卵子准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂中期,才含有与精子受精能力3.过程：体内受精和早期胚胎发育专家讲座第20页二)受精阶段:1)精子穿越放射冠和透明带顶体反应使顶体内酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞透明带反应是预防多精入卵受精第一道屏障2)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用是预防多精子入卵受精第二道屏障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)体内受精和早期胚胎发育专家讲座第21页哺乳动物受精过程示意图体内受精和早期胚胎发育专家讲座第22页穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿入放射冠。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第23页

几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带穿透性就马上发生改变，从而阻止其它精子穿越透明带。穿过透明带：精子与卵黄膜接触后入卵：P65阅读。什么叫卵黄膜封闭作用？什么叫雌原核、雄原核？它们是怎样形成？精子入卵后卵子发生什么样改变？体内受精和早期胚胎发育专家讲座第24页

精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相同,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。形成受精卵：体内受精和早期胚胎发育专家讲座第25页4.意义维持每种生物前后代体细胞中染色体数目标恒定

；对于生物遗传和变异十分主要。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第26页充满活力精子体内受精和早期胚胎发育专家讲座第27页此时经过种种障碍精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破关卡。此时，精子们把头钻到卵子外壁上，尾巴不停拍打着，卵子则伴随精子尾部运动迟缓地逆时针转动。

卵子外层被一层透明薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中漂亮星球。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第28页经过种种障碍精子终于与卵子相遇体内受精和早期胚胎发育专家讲座第29页精子试图进入卵子

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第30页此时,精子头已经钻进去了,我们还能够看到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第31页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第32页受精后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。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第33页受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎心跳每分钟140—150下．是母亲心跳两倍。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第34页人类胚胎第8周时在子宫内照片体内受精和早期胚胎发育专家讲座第35页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第36页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第37页此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这能够促进它对吮吸反应。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第38页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第39页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第40页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第41页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第42页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，细胞数量不停增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。：由含有全能性细胞组成，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体内受精和早期胚胎发育专家讲座第43页体内受精和早期胚胎发育专家讲座第44页1.表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段胚胎？假如换成牛又该怎样处理？P67资料分析<讨论>答：马胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段胚胎。牛在自然情况下，胚胎即使最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提升移植后胚胎发育率和妊娠率，在实践中通惯用发育到囊胚阶段胚胎进行移植。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第45页3.为何说关于动物体内受精和胚胎发育研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。

提醒：胚胎工程许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育基础上实现。本节包括哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律基础上，在体外进行有效模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下基础研究结果。体内受精和早期胚胎发育专家讲座第46页受精作用和胚胎发育过程1精子像鱼一样尖尖脑袋有利于破浪泳进，长长尾巴有力地摆动

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第47页精子前进发动机藏在头尾之间颈部

受精作用和胚胎发育过程2颈部

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第48页受精作用和胚胎发育过程3抵达输卵管壶腹部精子只剩下30—50个，它们一起围攻等在那里卵子，并集体寻找突破口

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第49页受精作用和胚胎发育过程4精子用头部红色顶体酶"攻入"卵子体内

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第50页受精作用和胚胎发育过程5生命之吻——只有一名，幸运者才能将自己遗传物质传递下去体内受精和早期胚胎发育专家讲座第51页受精作用和胚胎发育过程6脱去无用尾巴（左图），完全融入卵子体内

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第52页受精作用和胚胎发育过程7一个新小生命起始点——受精卵诞生了体内受精和早期胚胎发育专家讲座第53页受精作用和胚胎发育过程8受精卵一边分裂，一边向子宫移动，抵达子宫需7-8天

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第54页受精作用和胚胎发育过程9受精卵抵达子宫后，分泌出蓝色粘液，以固定于子宫内膜

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第55页受精作用和胚胎发育过程10随即受精卵长出根须（右图），深深扎根在子宫壁中

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第56页受精作用和胚胎发育过程11体内受精和早期胚胎发育专家讲座第57页受精作用和胚胎发育过程12受精后第三星期别看这小小胚胎才2毫米长，但它却已具备发育成全身各个器官原始结构-外、中、内三个胚层了

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第58页受精作用和胚胎发育过程13受精后第三星期别看这小小胚胎才2毫米长，但它却已具备发育成全身各个器官原始结构——外、中、内三个胚层了

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第59页受精作用和胚胎发育过程14我满月啦。第四星期我，与其说像人还不如说像鱼，6毫米长小生命已经出现脑、脊柱、心脏和肝脏了。

体内受精和早期胚胎发育专家讲座第60页受精作用和胚胎发育过程15舒适小巢有利于胚胎生长，也离不开子宫中胎盘供养；天天长1毫米体内受精和早期胚胎发育专家讲座第61页受精作用和胚胎发育过程16体内受精和早期胚胎发育专家讲座第62页受精作用和胚胎发育过程17体内受精和早期胚胎发育专家讲座第63页受精作用和胚胎发育过程18体内受精和早期胚胎发育专家讲座第64页受精作用和胚胎发育过程19体内受精和早期胚胎发育专家讲座第65页受精作用和胚胎发育过程20体内受精和早期胚胎发育专家讲座第66页受精作用和胚胎发育过程21体内受精和早期胚胎发育专家讲座第67页受精作用和胚胎发育过程22体内受精和早期胚胎发育专家讲座第68页受精作用和胚胎发育过程23体内受精和早期胚胎发育专家讲座第69页1.以精子运行路径为线索，设计一幅简图，来说明哺乳动物受精过程。

提醒：哺乳动物受精过程主要包含精子穿越放射冠、透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步骤（详见教材中受精过程）。思索与探究体内受精和早期胚胎发育专家讲