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《体内受精和早期胚胎发育》参考课件


专题3 胚胎工程

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,还需要移植到雌性动 物体内生产后代,以满足人类大各种需求。

? 操作对象: 早期胚胎和配子

? 技术手段: 胚胎移植、体外受精、胚

胎分割、 胚胎干细胞培养等 ? 理论基础: 哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发 育规律

3.1 体内受精和早期胚胎发育

一、精子的发生
1、场所:
睾丸的曲细精管

2、时期: 初情期
3、过程: 分三个阶段

生殖机能衰退

3、过程:

第1阶段:初级精母细胞的形成
一次有 丝分裂 数次有 丝分裂

精原细胞

两个细胞 有丝分裂

多个初级 精母细胞

(4)精子发生的过程

第 2 阶段:精子细胞的生成
初级精母细胞 MⅠ 次级精母细胞 减数分裂 MⅡ 精子细胞

线粒体鞘

阅读精子细胞变形成精子的具体过程,讨论: 精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?

第3阶段:精子细胞变形成精子
高尔基体 发育中的顶体

线粒体

A、顶体的发生
顶体 线粒体鞘

B、尾的的发育 C、精子头的出现

发育中的尾 (中心体)

原生质滴



E、精子的形成

D、细胞质浓缩

精子细胞变形总结
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)

精原细胞
有丝分裂

精 子 发 生 的 过 程

第一阶段

多个精原细胞
染色体复制

初级精母细胞
MⅠ

第二阶段

次级精母细胞
MⅡ

精细胞 第三阶段
变形

精子

( 1 )外形似蝌蚪,分头、颈、尾三大部分。 ( 2 )不同种动物精子的形态相似,大小略

有不同,与动物的体形大小无关。

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?
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。

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? 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”。

二、卵子的发生
卵原细胞形成成熟卵细胞的过程称为卵子发生 (1)发生部位:卵巢 (2)发生时间:减数第一次分裂是在雌性动物排卵前 完成;减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过 程完成的。

卵泡的发育

联会

四分体

卵原细胞

初级卵母细胞 第 二 极 体

第一极体

卵细胞 次级卵母细胞

自主阅读:

1.理清卵子的形成过程(借助减数分裂知识)
2.注意新的专业术语指向和理解

3.注重卵子形成与精子形成的差异

卵原细胞
有丝分裂

( 多个卵原细胞 3 ) 染色体复制 卵 被卵泡细胞包 初级卵母细胞 子 围,形成卵泡 MⅠ 发 生 排卵前 过 次级卵母细胞 第一极体 后完成 程
MⅡ

胎 儿 时 期 完 成

卵子

第二极体

在受精过 两个第二极体 程完成

退化消失

场 所

开始 时间 初情 期以 后 性别 分化 以后

增殖 方式

子细胞 数目

变 形

重要 区别


子 睾丸

先有丝分 4个精 裂后减数 子细胞 分裂 同上
1个卵细 胞3个极 体



卵巢 子 输卵 管

哺乳动物卵 泡的形成和 变形 在卵巢内的 储备是在出 生前完成的; 不 而精子是从 变 初情期开始 形 的

讨 论:
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子? 答:正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 2.排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中排出? 答:是指卵子从卵泡中排出。 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。

4.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不 同点? 相似点: 1.最初阶段均进行有丝分裂,不断增加生殖原细胞的 数量; 2.经过两次减数分裂(MⅠ和MⅡ)才形成精子和卵子。 不同点: 1. 一个精原细胞产生多个精子;一个卵原细胞产生一 个卵子; 2.精子形状为蝌蚪状;卵子为球形。多数哺乳动物卵 子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。

三、受精
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可以观察到两 个极体时。 3、场所:输卵管

准备阶段1:精子获能 受精前的 准备阶段 4、过程 受精阶段 准备阶段2:卵子的准备

准备阶段1:精子获能 即精子必须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。 准备阶段2:卵子的准备 即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期(MⅡ)

时,才具备受精能力。

受精阶段:
1.精子穿越放射冠和透明带 (1).顶体反应使顶体内 的酶释放出来并溶解放射 冠内的卵丘细胞群 (2).穿过放射冠:在 卵子外围集聚有几十个 精子,它们首先穿放射 冠。

穿过透明带: 几个精子同时分解透明带, 但只有一个精子能穿过透明带 进入卵子内,当第一个精子进 入后,透明带的穿透性就立即 发生变化,从而阻止其他精子 穿越透明带。透明带反应是防 止多精入卵受精的第一道屏障 2.精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道 屏障

3.精子进入卵黄膜
卵黄膜封闭作用 是防止多精入卵受精 的第二道屏障

卵黄膜上的微绒毛抱住精子

4.原核形成: 雄原核形成和雌原核形成 5.配子结合: 雌雄原核融合形成合子(受精卵) 受精完成标志

小结受精阶段:
精子穿越放射冠 顶体反应 精子穿越透明带 透明带反应(第一道)
精子穿越卵黄膜 卵黄膜封闭作用(第二道) 原核形成 雄原核形成和雌原核形成

配子结合 雌雄原核融合形成合子(受精卵)

受精的意义 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
根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为

以下几个阶段:
受精卵

卵裂(包括2细胞期、4细胞期、 8细胞、 囊胚期

16细胞期、32细胞期)

原肠胚期(包括内、中、外三胚层和原肠腔) 幼体

1、卵裂期的特点:

请注意:应明确卵裂的起点,方式,特点。分裂

球细胞的特点。

2、早期胚胎发育的几个阶段 受精卵 :最初发育在输卵管进行有丝分裂

卵裂期 :在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不 断增加,胚胎总体积并不增加,或略有减 少,DNA增多,有机物减少。 桑椹胚 :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

桑 椹 胚

桑 椹

2、早期胚胎发育的几个阶段 内细胞团:发育成胎儿 各组织 囊胚(内含囊胚腔)

滋养层细胞:发育成胎膜 和胎盘

囊胚的形成

内细胞团

滋养层

囊 腔胚

囊胚期 滋养层:发育成胚胎的附属结构或胚外结构, 胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的 氧气和营养物质 内细胞团细胞:即胚胎干细胞,是一种未分化的 细胞,具有全能性,能发育成完整的胚胎

2、早期胚胎发育的几个阶段 滋养层 外胚层 中胚层 内胚层

原肠胚(内含原肠腔)

原肠胚的形成

受精卵——卵裂——囊胚

按照一定的 ———————内胚层——中胚层——原肠胚 次序向内运动

外胚层
中胚层 原肠腔 囊胚腔

内胚层

胚的发育:

第三次卵裂 第二次卵裂 第一次卵裂 原肠胚 受精卵 囊胚

早期胚胎发育的几个阶段小结
受精卵 :最初发育在输卵管进行有丝分裂
断增加,但胚胎总体积并不增加,或略 有减少。 桑椹胚 :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

卵裂期 :在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不

囊胚(内含囊胚腔)内细胞团:发育成胎儿各组织
滋养层细胞:将发育成胎膜和胎盘

原肠胚(内含原肠腔) 胎儿形成

外胚层、中胚层、内胚层 滋养层 原肠腔

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 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"着陆",微微嵌入子宫内 膜。此时它分裂发育为几百个细胞。

孕四周

受精后6星期,人形已隐约可见。这时,胚胎 的心跳每分钟140—150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20周,他移动手臂,把手指放 在唇边,这可以促进它对吮吸的反映 。

巩固练习
1.精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是( ①顶体反应 ②透明带反应 ③卵黄膜封闭作用 ④精子穿越放射冠 A. ① ② B.② ③ C. ③ ④ D. ②④

B



巩固练习
2.在受精过程中 ( B ) ①精子必须发生顶体反应,释放顶体酶 ②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 ③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂 ④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 ⑤ 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生 A.①②⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②④⑤

巩固练习
3.关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是 ( )(多选)

A. 囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生 改变 C. 桑椹胚的各细胞结构功能基本相同

D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上
的差异,而是转录水平上的差异引起的。


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