1、专题3 胚胎工程,第一节 体内受精和早期胚胎发育,学习目标,1简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 2了解哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。 3简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。,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，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,一 精子和卵子的发生,（一）精子的发生,睾丸,1.发生部位,2.发生时期,睾丸的曲细精管,初情期,第一阶段：,精原细胞,初级精母细胞,多个精原细胞,第二
2、阶段：,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,3.发生过程,第三阶段：,3.发生过程,精子细胞,精子,顶体的发生,第三阶段：,3.发生过程,精子细胞,精子,1 精子分哪几部分？ 2 顶体是由什么发育的？ 3 头部的主要部分是由什么演变的？ 4 尾部是由什么演变的？ 5 线粒体的去向？ 6 原生质滴的去向？,头、颈、尾,高尔基体,细胞核,中心体,聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜,向后移动，脱落,P62 讨论题,1、不是。 （1）在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制； （2）在
3、自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，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。,2 细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合后后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的场所。精子的线粒体在精子形成过程中，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”。,P62 讨论题,一 精子和卵子的发生,（二）卵子的发生,1.发生部位,2.发生时期,卵巢,卵巢,胎儿期,3
4、.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,1.M在什么时候完成的？ 2.什么是排卵？ 3.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 4.刚排出的卵是成熟的卵子吗？ 5.M在什么时候完成的？ 6.受精作用的场所在哪里？ 7.卵子受精的标志是什么？ 8.卵子的结构怎样？,3.发生过程：,2)初情期后成熟卵子的形成,初级卵母细胞,次级卵母细胞,第一极体,卵子,第二极体,卵子已受精形成合子,思考？,1.M在什么时候完成的？ 2.什么是排卵？ 3.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 4.刚排出的卵是成熟的卵子吗？,M是在雌性动物排卵前后完成的。 2.指卵子从卵
5、泡中排出。马、犬排出的是初级卵母细胞，而绵羊、牛、猪等排出的是次级卵母细胞。 3.正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 4.是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。,5.M在什么时候完成的？ 6.受精作用的场所在哪里？ 7.卵子受精的标志是什么？ 8.卵子的结构怎样？,5. M在精子和卵子结合的过程中完成的。 6.雌性动物的输卵管内。 7.在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已受精。,8卵子,（卵黄）,卵黄膜,（三）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
6、出生前（胎儿期）完成的。,二 受精,精子 + 卵子 = 合子(受精卵),（一）地点：,雌性的输卵管,1 受精前的准备阶段 2 受精阶段,（二）受精过程,1 准备阶段,准备阶段1-精子获能,准备阶段2-卵子的准备,在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,雌性动物生殖道中,2 受精阶段,精子穿越放射冠和透明带,穿越透明带,1）顶体反应,精 子,穿越放射冠,2 受精阶段,2）两道屏障,a 透明带反应,b 卵黄膜封闭作用,2 受精阶段,2 受精阶段,（3）原核形成,精子入卵后形成雄原核，卵子完成减数第二次分裂形成雌原核。,2 受精阶段,（4）两核融合受精卵形成,三、 胚胎发育,第 一 次 卵 裂,第 二
7、 次 卵 裂,第 三 次 卵 裂,第 四次 卵 裂,卵裂的过程,分裂方式：,细胞数量：,胚胎总体积：,1.卵裂期的特点,有丝分裂,不断增加,不增加，略有缩小,2、桑椹胚 32个细胞,主要特点：,具有细胞全能性,3、囊胚：,细胞开始出现分化、具有囊胚腔、胚胎从透明带中伸展出来(孵化),主要特点：,内细胞团、滋养层细胞,4、原肠胚：,主要特点：,具外、中、内三胚层和原肠腔,内细胞团表层细胞,内细胞团下方细胞,内胚层包围的囊腔,滋养层细胞,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
8、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！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！,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
9、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
10、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）精子的形状为蝌蚪状；卵子为球形。 （3）多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。,3、精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。,防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜时，透明带会立即封闭，阻止后来的精子进入透明带，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内，可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生化机制，请参阅有关专著。,
