1、,胚胎工程,操作对象： 技术手段：理论基础：,胚胎工程,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,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,体内受精和早期胚胎发育,一.精子和卵子的发生,发生场所：睾丸 时间：初情期（青春期）生殖机能衰退,1.精子发生的场所和发生的时间各是什么？,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞（含单倍染色体）,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,2.请用箭头绘出精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,如何变形？,3.精子细胞变形中的主要变化,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
2、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.哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？,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；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。,5.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？,不是。,这枚精子既幸运，又强壮！,细胞核是精子遗传物质储存和复制的场
3、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”。,6.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？,练一练,例1.关于次级精母细胞的描述，哪一项是错误的 A由初级精母细胞经第一次减数分裂而来 B一次分裂后形成两个精子细胞 C存在的时间很短 D染色体数目为23+X或Y 例2.精子中的线粒体集中在尾的基部，其意义在于 A.为尾部的运动提供能量 B.为受精作用提供能
4、量 C.为下一代提供细胞质基因 D.为头部的运动提供能量,D,A,(1)发生部位：卵巢 (2)时间：动物的胚胎在性别分化以后（胎儿期）,卵子的发生,1.卵子发生的场所和发生的时间是什么？,2.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？3.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？4.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。,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。,讨论：,排出
5、卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,卵原细胞,发生时间：胎儿期， 地点：卵巢,多个卵原细胞,初级卵母细胞,在雌性动物排卵前后完成,次级卵母细胞和第一极体,在受精过程中完成 地点：输卵管,合子和两个极体,有丝分裂,注意：初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了第一次减数分裂的前期，并停留在前期不再发育。,直到女孩进入性成熟时期。此时约有400 000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。,只有 420个能发育成卵。在这420个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，
6、最早的一个是等待15年，而最后的一个是等待了50年才重新发育的。,胎儿期,在卵黄膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志,5.卵子是否受精的重要标志是什么？,减数第二次分裂过程是在输卵管中,7.卵子发生与精子发生有何区别？又有何共同之处？,6.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,精子与卵子的发生比较,睾丸,卵巢,初情期 以后,胚胎期 性别分 化以后,先有丝分裂 后减数分裂,4个精子 细胞,1个 卵细胞3个 极体,变形为蝌蚪形,球形 不变形,精子是从初情期开始的；而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,练一练,例3 例4,1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过
7、程。,2、包括:受精前的准备阶段和受精阶段,受精,受精前的准备阶段: 1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象. 2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,受精过程,提问,1.精子发生的场所、时间、过程 2.卵子发生的场所、时间、过程 3.什么叫排卵？ 4.受精包括哪些阶段？,精子和卵子相向运动,受精过程,场所:雌性的输卵管,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,
8、第一次卵裂即将开始,透明带反应,卵细胞膜作用,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,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的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞间的物质透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障 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),受精作用的实质：雌雄原核的融合,包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和配子结合。,受精阶段发生的三个反应？,不是二者原有的细胞核融合,小结受精阶段:精子穿越放射冠精子穿越透明带精子穿越卵
9、细胞膜原核形成 配子结合,顶体反应,透明带反应（第一道）,卵细胞膜反应 （第二道）,雄原核形成和雌原核形成,雌雄原核融合形成合子(受精卵),卵子受精的标志：当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,受精完成的标志: 雌雄原核形成合子，是受精完成的标志,对比归纳,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。,：在输卵管进行有丝分裂，开始发育,胚胎发育,1、卵裂期的特点：合子在输卵管内的有丝分裂 透明带内进行的有丝分裂,细胞分裂方式为_ 细胞数目_ 每个
10、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,：在输卵管进行有丝分裂，开始发育,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,胚胎发育,哪个阶段以前的细胞为全能细胞？ 哪个阶段的细胞开始分化？何种结构将来发育成胎儿的各种组织？
11、 胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？ 什么叫孵化？,桑椹胚及以前,囊胚,内细胞团,滋养层,囊胚扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程交孵化,思考,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,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,胚胎发育,原肠胚的主要特点？,具有原肠腔 三胚层和胚孔,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,内胚层中胚层原肠胚,按照一定的 次序向内运动,受精卵卵裂囊胚,原肠胚的形成,原肠胚3胚层的发育,外胚层 表皮及其附属结构神经系统、感觉器官内胚层 消化道、呼吸道上皮 肝胰等腺体 中胚层 皮肤真皮、脊索、肌
12、肉、骨骼内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统,外表神经和感官；内呼消化胰与肝； 其余都为中胚层,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,胚胎发育,胚胎发育过程,原肠胚,充满活力的精子,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到
13、卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,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。,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。,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1820周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的
14、反映 。,高等动物胚胎和个体发育的过程,1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？,P67/资料分析,马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,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816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.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,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
15、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。,P67/资料分析,下列叙述是有关精子和卵子的区别： 初级性卵母细胞的形成时间 MI和MII的时间连续性 成熟生殖细胞是否经过变形 成熟生殖细胞的染色体数量,练习,我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”完成这一过程需要解决的问题 精子在体外用获能物质处理 用化学物质
16、处理掉卵黄膜便于精子进入 抽取精子、卵子的核进行融合 精子入卵后进行人工处理防止多精入卵,练习,下列正确的 卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化 原肠胚细胞属于全能细胞 囊胚腔先于原肠腔出现 桑椹胚开始进行孵化,练习,1.下列不属于胚胎工程的是：,A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育,2.有一个卵原细胞中含有A与A、B与B两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有,A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个,D,B,练习,胚胎时期，卵原细胞经有丝分裂，增加数量，并演变成初级卵母细胞。青春期后，初级卵母细胞分批发育，在排卵前完成第一次成熟分裂，生成一个体积较
17、大的次级卵母细胞。在受精时精子穿入的激发下，次级卵母细胞完成第二次成熟分裂，形成一个成熟的卵子。,卵子的发生,胎儿期,初情期后,卵原细胞,初级卵母细胞,次级卵母细胞第一极体,合子 二个极体,初级卵母细胞,资料：,张明觉(台，美籍华人) 发现问题：用各种方法处理兔附睾中的精子，无法实现体外受精。什么原因？观察现象：精子在雌性动物生殖道内运行的时间不长，但必须经过这一时段才能受精。得到启示：精子在雌性生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力。1951年，张明觉和奥斯汀发现了“精子获能”现象研究价值：找到精子在体外获能的物质，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。,精子在穿越女性生殖管道的过程
18、中，在管道上皮某些分泌物的作用下，精子获得了释放顶体酶、穿通放射冠和透明带的能力，因而能使卵子受精，该现象称获能。,精子获能,防止多精入卵受精的第一道屏障是？,防止多精入卵受精的屏障,防止多精入卵受精的第二道屏障是？,总结,透明带反应：精子接触卵黄膜的瞬间，产生阻止其他精子进入透明带的反应。,卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，阻止其他精子再进入卵内。,2.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,卵丘细胞,卵泡液,3.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？,4.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？,5.卵子是否受精的重要标志是什么？,顶体反应,透
19、明带反应（防止多精子入卵受精的第一道屏障）,当第一精子进入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应阻止其他精子再进入卵内,卵细胞膜反应（第二道屏障）,（1）恢复染色体数目（二倍体）,（2）决定遗传性别: Y+X ,X+X,（3）激活卵细胞，启动卵裂。,受精作用的意义,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。之前的每个细胞都属于全能细胞,内细胞团：发育成胎儿各种组织,滋养层细胞：将发育成胎膜和胎盘,：最初发育在输卵管进行有丝分裂,外胚层、中胚层、内胚层 滋养层 原肠腔,2、早期胚胎发育的几个阶段,开始出现细胞分化,囊胚孵化,
