1、专题三 胚胎工程,专题3 胚胎工程,3.1 体内受精和早期胚胎发育 3.2 体外受精和早期胚胎培养 3.3 胚胎工程的应用及前景,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。,操作对象：技术手段：理论基础： 结果：,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,胚胎是专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的
2、雏体。一般来说，卵子在受精后的2周内称孕卵或受精卵;受精后的第38周称为胚胎。 配子是指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生的成熟性细胞。 配子分为雄配子(male gamete)和雌配子(female gamete),动物和植物的雌配子通常称为卵细胞(ova,或egg),而将雄配子称为精子(sperm)。精子相当小，但能够运动，呈蝌蚪.共14次编辑,一、教学目标： 1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 3.认同胚胎工程建立及发展意义。 二、教学重点： 1.哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。 2.哺乳动物的胚胎发育。,3.1 体内受精和早
3、期胚胎发育,充满活力的精子,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。,一、精子的发生,1、场所：,2、时期：,3、过程：,1、场所：睾丸,2、时期：初情期到生 殖功能衰退,3、过程：三个阶段,曲细精管,有丝分裂,精子细胞,联会,四分体,精子,初级精母细胞,次级精母细胞,体细胞,精原细胞,细胞分化,精原细胞（2N),有丝分裂,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,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,（2N),（N),（N),（N),变形 第三阶段,_变为精子头的主要部分； _ 发育为头部的顶体； _演变
4、为精子的尾； _形成线粒体鞘； 其它物质浓缩成_（球形）。,第三阶段：变形,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,原生质滴,便于运动“减负”,精子细胞变形中的主要变化：,4、精子的形态：,（1）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。,（2）不同种动物精子的形态_，大小略有_，与动物的体形大小_。,头 颈 尾,相似,不同 无关,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
5、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:,保障有最好的精子与卵细胞受精,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、场所：,1、场所：,2、时期：,（放射冠
6、）,卵巢。,胚胎在性别分化以后,卵原细胞,联会,四分体,初级卵母细胞,第一极体,第二极体,卵细胞,次级卵母细胞,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,第二极体,卵子,退化消失,3、卵子的发生过程,M,排卵前后完成,受精,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿期,初 情 期 后,卵子受精的重要标志,卵巢,输卵管,睾丸,卵巢、输卵管,初情期后,胎儿时期、初情期后,连续的，需变形；细胞质均等分配,MM是不连续的，不需变形；细胞质不均等分配,4个精子,一个卵子和3个极体,需要,不需要,发生的时期和场所,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
7、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,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？ 减数第二次分裂是在什么时期什么地方进行？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？卵子是指什么细胞？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，有的完成第一次减数分裂，有的没有，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。,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些
8、相似点或不同点？,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点（场所、时间、过程特点、结果）？,1）相似点： 最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过减数分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,2）不同点： 1个精原细胞4个精子，1个卵原细胞1个卵子；精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。 （关键）哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的，而精子是从初情期开始。,三、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 子 (即受精卵)的过程。,2、标志: 在卵黄膜和透明带的间隙 观察到两个极体时。,3、场所: 输卵管。,4、过程,受精前的准备阶段,受
9、精阶段,准备阶段1：精子获能,准备阶段2：卵子的准备,精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。,卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,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。,精子试图进入卵子 瞬间,精子试图进入卵子 瞬间,精子经过哪些困难才能与卵子结合呢？,1)精子穿越放射冠和透明带,顶体反应- 顶体内的酶释放，溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质和透明带。,穿越透明带，接触卵黄膜- 透明带反应（第一道屏障）,透明带反应：,-当
10、第一精子进入卵黄膜后，卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精。,卵黄膜封闭作用：,防止多精入卵的两道防线,精子穿越 放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成,配子结合,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
11、,卵子受精的标志：当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,区分受精的标志和受精完成的标志,受精的标志是第二极体的形成，也就是减数分裂的第二次分裂形成的最后极体；而受精完成的标志是雌雄原核形成合子，才是受精完成的标志。,5.受精作用的实质和意义,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。,四、胚胎发育,受精卵（第一天）,卵裂期,卵裂期,桑椹胚(第3天),囊胚,囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束,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。,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,中胚层 外胚层 内胚层 原肠腔,：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,：最初在输卵管进行有丝分裂,
