第3.1体内受精及早期胚胎发育

1、现代生物科技,基因工程,细胞工程,动物细胞 培养,植物组织 培养,植物体细胞 杂交,动物细胞 工程,生产单克隆 抗体,动物细胞 融合,动物细胞 核移植,植物细胞 工程,蛋白质工程,一位妇女结婚后，一直不能自然受孕，而她的哥哥是医学博士，在他的帮助下，通过体外受精形成受精卵，再形成早期胚胎，移入这名妇女的子宫内，最终生育一个女孩。这名女孩总做一些令人感到莫名其妙的事情，甚至产生一些幻觉，而且她总感觉还有一个自己生活在这个世界上。终于有一天，两个一样的她偶然巧遇 ，真相浮出水面。原来女孩的舅舅背着她的妈妈偷偷地做了一个实验，将体外形成的胚胎进行了分割，形成两个胚胎，一个移入自己妹妹体内，另一个移入

2、陌生女病人的体内，所以这个小女孩有了彼此心灵感应的同卵双生的姊妹。,胚胎工程的建立,一.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.在胚胎移植和体外受精技术成熟的基础上,科学家又进行了不懈的探索,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。,胚胎工程的建立可大致分为几个阶段?,操作对象： 技术手段： 理论基础：,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,3.1 体内受精和早期胚胎发育,一、精子和卵子的发生,1、发生场所： 2、生理

3、时期：,（一）精子的发生,睾丸,初情期生殖机能衰退,初级精母细胞,联会,次级精母细胞,精细胞,精子,A C,B D,四分体,精原细胞,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,3、哺乳动物精子发生的过程：,变形,精原细胞,（染色体数目与体细胞相同）,大量精原细胞,数次有丝分裂,第一阶段初级精母细胞的形成,部分精原细胞进行染色体的复制和其他物质的合成,初级精母细胞,减数第一次分裂前间期,第二阶段精子细胞的生成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,精子的形态：,外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。,头 颈 尾,1.细胞核 2.高尔基体 3.中心体

4、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(球状,最后脱落),第三阶段精子细胞变形,不同种动物精子的形态_，大小略有_，与动物的体形大小 _。,相似,无关,不同,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

5、？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”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）卵子的发生,(1)发生部位：,卵巢,卵细胞形成过程图,初级卵母细胞,卵原细胞,（2）过程,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝分裂增加其数量，演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡

6、。,第一阶段初级卵母细胞的形成,时间：,胎儿期,减数第一次分裂时间是在雌性动物排卵前后完成的，结果是产生1个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。,第二阶段次级卵母细胞的生成,时间：,初情期后,减数第二次分裂时间是在精子和卵子结合的过程中，结果是产生1个成熟卵子和第二极体。,第三阶段卵子的生成,时间：,受精过程中,初级卵母细胞,次级卵母细胞和第一极体,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

7、，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，一个卵泡中只能形成一个成熟的卵子。,答：是指卵子从卵泡中排出。,问题讨论:,最初阶段均进行有丝分裂，不断增加原始生殖细胞的数量；经过减数分裂第一次分裂和减数第二次分裂（M和M）才能形成精子或卵子。,1.相似点：,（三）精子和卵子的发生有何异同?,睾丸,卵巢 输卵管,初情期以后,胎儿期,4个精子细胞,1个卵细胞 2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,二、受精,1、概念:,2、标志:,3、场所:,1、概念:指精子和卵子结合形成合

8、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。,哺乳动物受精过程示意图,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,受精作用完成的标志： 雌、雄原核融合为一体， 形成合子。,三、胚胎发育,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,减少,增加,桑椹胚,桑椹胚,囊胚,原肠胚,胚胎发育到什么阶段才进入子宫内进一步发育？,穿过透明带：,形成受精卵：,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（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,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障 （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,2、早期胚胎发育的几个阶段,桑椹胚：,囊胚：,原肠胚：,桑椹胚：细胞属于全能细胞。,细胞开始分化;内细胞团将来发育成各种组织, 滋养层将来发育成胎膜、胎盘;出现囊胚腔后，进一步扩大会导致孵化。,原肠胚：内细胞团表皮的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔。,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