《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》參考課件.ppt

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專題3胚胎工程,資料,1、通常情況下，一只母羊一胎只生1—2只羔羊。畜牧業(yè)生產(chǎn)上需要快速增加高產(chǎn)肉羊或奶羊的數(shù)量。怎樣才能提高羊的繁殖速率呢？,2、一位婦女不能懷孕，但是這對夫婦想要一個自己的小孩，有什么辦法嗎？,胚胎工程,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。,操作對象：技術手段：理論基礎：,早期胚胎和配子,胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等,哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,一.胚胎移植技術的研究胚胎移植技術成為許多胚胎工程不可缺少的基礎環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術的成功和應用帶動和加速了體外受精技術的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術應運而生。,胚胎工程的建立,3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,一、精子的發(fā)生,二、卵子的發(fā)生,三、受精,四、胚胎發(fā)育,一、精子的發(fā)生,3、過程：,1、場所:2、時期:,睪丸的曲細精管,,初情期,生殖機能衰退,分三個階段,第１階段：初級精母細胞的形成,精原細胞,多個初級精母細胞,,數(shù)次有絲分裂,第２階段：精子細胞的生成,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細胞,,MⅠ,,MⅡ,,減數(shù)分裂,第３階段：精子細胞變形成精子,3、過程：,精子細胞,精子,自主閱讀:1.整理精子細胞變形成精子的過程.2.注重精子各組成分別由精子細胞的哪一部分形成?,1.細胞核2.高爾基體3.中心體4.線粒體5.細胞內(nèi)其他物質(zhì),精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘(尾的基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),精子細胞變形總結(jié),,,,,,4、精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動物的體形大小___。,頭頸尾,相似,不同,無關,精原細胞,,有絲分裂,初級精母細胞,,次級精母細胞,精細胞,,,精子,MⅠ,,第一階段,,第二階段,,第三階段,MⅡ,精子發(fā)生的過程,多個精原細胞,染色體復制,變形,,思考與討論：,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計,但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合,這能說是一種浪費嗎?怎樣理解這一現(xiàn)象?,2.精子細胞變成精子的過程中,細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失,而細胞核卻保留了下來,對這一現(xiàn)象怎樣理解?為什么精子中的線粒體集中在尾的基部?,提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達受精部位(輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問題討論:,提示：細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？,Back,1、場所：,卵巢,二、卵子的發(fā)生,2、過程,,自主閱讀：１．理清卵子的形成過程（借助減數(shù)分裂知識）２．注意新的專業(yè)術語指向和理解３．注重卵子形成與精子形成的差異,,,胎兒期,,,,透明帶,卵黃膜,卵原細胞,,初級卵母細胞,有絲分裂,,初級卵母細胞,次級卵母細胞第一極體,,,第二極體,時間：排卵前后,MⅠ,生長，透明帶生成,,,第一極體,MⅡ,發(fā)生時間:受精時發(fā)生地點:輸卵管,合子和兩個極體,,受精,,,初情期后,卵原細胞,,發(fā)生時間：胎兒期地點：卵巢,多個卵原細胞,,初級卵母細胞,ＭⅠ在雌性動物排卵前后完成,,次級卵母細胞和第一極體,,ＭⅡ在受精過程中完成地點：輸卵管,合子和兩個極體,有絲分裂,,在卵黃膜和透明帶間隙有兩個極體是卵子是否受精的重要標志,1.卵子是否受精的重要標志是什么？,減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中,3.排出的卵子是什么時期的細胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次極卵母細胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母細胞，例如馬、犬。,2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？,思考：,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？,答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。,答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。,答：是指卵子從卵泡中排出。,討論：,最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次細胞分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子或卵子。,相似點：,精子和卵子的發(fā)生有何異同?,探究展示：,卵子和精子的發(fā)生主要不同點：,Back,初情期后形成,要變形,不變形,睪丸內(nèi)完成,1個卵子和3個極體,4個精子,卵巢和輸卵管,胎兒期(先天的),蝌蚪形,球形,1、概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。,2、標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。,3、場所:輸卵管,三、受精,一)受精前的準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力,4、過程,,二）受精階段,包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。,哺乳動物受精過程示意圖,1)精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應,透明帶反應(第一道),2)精子進入卵黃膜,卵黃膜封閉作用（第二道）,3)原核形成,雄原核和雌原核形成,4)配子結(jié)合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),,穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。,,幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。,穿過透明帶：,,形成受精卵：,5.意義,維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定；對于生物的遺傳和變異十分重要。,Back,1、卵裂期的特點：,細胞分裂方式為_______細胞數(shù)目____每個細胞體積_____胚胎總體積_____或略有___DNA數(shù)目_____有機物總量_____有機物種類_____,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減少,增加,四.胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,胎兒形成,,,,,,:在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,:由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,,內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：將發(fā)育成胎膜和胎盤,:最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,,外胚層、中胚層、內(nèi)胚層滋養(yǎng)層原腸腔,2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段,充滿活力的精子,此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,,精子試圖進入卵子,,此時,精子的頭已經(jīng)鉆進去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭,在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚︱胚卵期,受精后8天。胚完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片,此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映。,1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎研究成果。,以下說法對嗎？1.精原細胞生成精子需經(jīng)過三次分裂。2.初級精母細胞經(jīng)過兩次減數(shù)分裂生成精子細胞。3.曲細精管中的細胞都在進行減數(shù)分裂。4.從初情期到衰老，雄性動物一直在產(chǎn)生精子。,瞬時鞏固:,卵子結(jié)構(gòu)圖,資料:,,