体内受精和早期胚胎发育上课用.ppt

1、专题三 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。,早期胚胎或配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的自然受精和早期胚胎的发育规律,生产后代，满足人类需求,操作对象：,技术手段：,理论基础：,操作目的：,3.1 体内受精和早期胚胎发育,精子和卵子的发生,受精,胚胎发育,精原细胞形成成熟精子的过程,一、精子的发生,1、场所:,2、时期:,睾丸的曲细精管,3、过程：,分三个阶段,（一）减数第一次分裂,精原

2、细胞,四分体,初级精母细胞,次级精母细胞,着丝点分裂,精细胞,精子,（二）减数第二次分裂,一、精子的发生,前期,中期,后期,前期,中期,后期,末期,变形,精子细胞,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,精子的尾,线粒体鞘(尾的基部),原生质滴,（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。,（2）不同种动物精子的形态相似，大小略有不 同，与动物的体形大小无关。,4、时间：,多数家畜为两个月左右,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

3、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

4、中的线粒体集中在尾的基部？,胎儿期（性别分化后）：形成初级卵母细胞； 减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成； 减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。,卵巢 (和输卵管）,1、场所：,2、时间：,二、卵子的发生,卵泡卵泡细胞初级卵母细胞,（卵黄）,卵黄膜,卵子,卵子卵母细胞透明带放射冠,3.发生过程：,1)胎儿期卵泡的形成和在卵巢内的储备,卵原细胞,多个卵原细胞,初级卵母细胞,卵泡,胎 儿 期,卵原细胞,初级卵母细胞,有丝分裂增加数量,染色体复制,储存于卵泡中,初 情 期 后,初级卵母细胞生长 透明带形成,初级卵母细胞,排卵,指卵子从卵泡中排出进入输卵管,排出的卵是_,初级卵母细胞,排

5、出的卵是_,次级卵母细胞,卵子是否受精的标志,2个,3,1.一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？,刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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子。,指卵子从卵泡中排出。,讨论：,2,睾丸 曲细精管,卵巢(M)、输卵管(M),初情期后,胎儿时期开始、初情期后受精过程中完成,连续的，需变形；细胞质均等分配,MM是不连续的，不需变

6、形；细胞质不均等分配,4个精子,一个卵子和2个极体,需要（蝌蚪形）,不需要（圆形）,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前（性别分化后）完成的；精子是从初情期开始的,原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半,精子和卵子在发生上的重要区别,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前（胎儿期）完成的。,二 受精,精子 + 卵子 = 合子(受精卵),二、受精,1、概念:,2、场所:,输卵管,3、过程：,指精子和卵子结合形成合 子 (即受精卵)的过程。,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,精子接触并穿过

7、透明带，并接触卵细胞膜,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,3、进入卵黄膜,4、原核形成,2、穿越透明带,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,溶解卵丘细胞之间的物质,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（作用 ）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,精 子 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，形成新核膜,形成雄原

8、核,激活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,区分受精的标志和受精完成的标志,受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙含有两个极体； 而受精完成的标志是雌雄原核融合形成合子。,受精作用的意义,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。,根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：,三、胚胎发育,桑椹胚,受精卵,3,特点：有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚 胎总体积并不增加，或略有缩小。,卵裂期,思考：在卵裂过程中，每个细胞的体积，有 机物总量，DNA总量会发生怎样的变化？,卵裂期,细胞分裂方式为_ 细胞数目_

9、每个细胞体积_ 胚胎总体积_或略有_ DNA总量_ 每个细胞的DNA量_ 有机物总量_ 有机物种类_ 细胞表面积与体积之比_,有丝分裂,不断增加,不增加,缩小,不断减小,不断增加,增加,不断减少,不变,不断增大,桑 椹,桑椹胚,这个阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞,囊胚,孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎 从其中扩展出来。,内细胞团,（聚集在胚胎一端，个体较大的细胞）,（沿透明带内壁扩展和排 列，个体较小）,原肠胚,受精卵,桑椹胚,在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减少，DNA增多，有机物减少。,由具有全能性细胞构成，细胞数

10、在32个左右，排列紧密，形似桑椹,最初发育在输卵管进行有丝分裂,囊胚,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,原肠胚,原肠腔 外胚层 内胚层滋养层,胎儿形成,囊胚腔,组织、器官的分化，幼体的形成：,新生命的第五周:看啊，眼的雏形出来了！,新生命的第六周:四肢和脑都开始初步分化了，真让人激动！,新生命的第七周进一步发育了，看个整体的吧,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。,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

11、！看看就知道差不多了啊！,新生命的第二十八周:请注意体位，现在已经为分娩做好准备了！,1,P67【资料分析】,1.比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,2.马应选择囊胚阶段的胚胎。 牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8-16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。,3.胚胎工程的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的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，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的基础研究成果。,P68思考与探究,1哺乳动物的受精过程主要包括精子穿越放射冠、透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步骤（详见教材中的受精过程）。,2 相似之处： （1）细胞分裂的最初阶段为有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量； （2）经过减数两次分裂（M I和M II）才能形成精子或卵子。,不同之处： （1）由一个精原细胞分裂最后可产生4个精子；一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。 （2）精子的形状为蝌蚪