3.1体内受精和早期胚胎发育 (2)ppt课件

1、12 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。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。3操作对象：早期胚胎和配子操作对象：早期胚胎和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精和早期胚胎理论基础

2、：哺乳动物的受精和早期胚胎 的发育规律的发育规律胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此要了解动物受精和早期胚胎发育。进行的模拟操作。因此要了解动物受精和早期胚胎发育。 4输精管输精管附附睾睾一一. .精子和卵子的发生精子和卵子的发生（1 1）发生场所：）发生场所：（2 2）时间：）时间：1.1.哺乳动物精子的发生哺乳动物精子的发生不断地产生着精子不断地产生着精子睾丸睾丸 初情期（青春期）初情期（青春期）生殖机能衰退生殖机能衰退5精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细

3、胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞（含单倍染色体）（含单倍染色体）精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精子精子发生发生的过的过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形如何变形？如何变形？6顶体的发生顶体的发生尾的发育尾的发育精子头出现精子头出现细胞质浓缩细胞质浓缩精子形成精子形成高尔基体发育为头部高尔基体发育为头部的顶体的顶体中心体演变为中心体演变为精子的尾精子的尾线粒体聚集在尾的基线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘部形成线粒体鞘细胞内的其他物质浓缩成球细胞内的其他物质浓缩成球状，称为原生质滴。随着精状，称为原生质滴。随着精子的成熟过程

4、向后移动，直子的成熟过程向后移动，直到最后脱落。到最后脱落。细胞核变为精子头的主细胞核变为精子头的主要部分要部分7 变为精子头部的主要部分；变为精子头部的主要部分； 发育为头部的顶体；发育为头部的顶体； 演变为精子的尾；演变为精子的尾； 聚集在尾的基部形成线粒体鞘；聚集在尾的基部形成线粒体鞘；其它物质浓缩成其它物质浓缩成 ( (球形球形) )，随精子的成熟向尾部移动，最后脱落。，随精子的成熟向尾部移动，最后脱落。细胞核细胞核高尔基体高尔基体中心体中心体线粒体线粒体原生质滴原生质滴8头头颈颈尾尾线粒体鞘线粒体鞘精子的形态精子的形态（1 1）外形似）外形似 ，分分 、 、 三大部分。三大部分。（2

5、 2）不同种动物精子的形态）不同种动物精子的形态 ，大小略有，大小略有 ，与动物的体形大小，与动物的体形大小 。相似相似无关无关头头颈颈尾尾蝌蚪蝌蚪不同不同9 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生理保障机制；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

6、）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。 1. 1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，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？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。不是。这枚精子既幸运，又强壮！1011 细胞核是精子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。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

7、的场所。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“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。 2. 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？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？122.2.卵子的发生卵子的发生2 2、时间：、时间：1 1、部位：、部位：卵巢卵巢胎儿时期和初

8、情期后胎儿时期和初情期后13时间：时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。成的。14胎儿胎儿期期初情初情期后期后卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞+ + 第一极体第一极体 合子合子 + +两个极体两个极体初级卵母细胞初级卵母细胞2N2NN2N有丝分裂有丝分裂 数目增多数目增多MM分裂分裂MM分裂分裂初级卵母细胞生长透明初级卵母细胞生长透明带形成带形成卵细胞膜卵细胞膜透明带透明带排卵排卵减数第一次分裂是在雌性动减数第一次分裂是在雌性动物

9、排卵物排卵前、后完成的前、后完成的减数第二次分裂是在精子和减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成卵细胞结合的过程中完成受精受精当在卵细胞膜和透明带的间隙可以当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经观察到两个极体时，说明卵子已经受精受精卵子是否受精的重要标志卵子是否受精的重要标志15卵泡卵丘细胞初级卵母细胞卵泡卵丘细胞初级卵母细胞排出的卵排出的卵 放射冠（卵丘细胞）放射冠（卵丘细胞）透明带透明带第一极体第一极体卵细胞膜卵细胞膜细胞细胞核核卵丘细胞卵丘细胞16.17卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M M

10、第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第两个第二极体二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M M排卵前后完成排卵前后完成在受精过程完成在受精过程完成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围, ,形成卵泡形成卵泡胎儿时期完成胎儿时期完成初初情情期期后后青青春春期期后后在输卵管中完成受精过程18P63/P63/小资料：小资料： 牛刚出生时，每侧卵巢大约含有牛刚出生时，每侧卵巢大约含有1515万个卵泡，每个卵泡内都有一个万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵母细胞。出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有初级卵母细胞。出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有200200个左右，一生个左右，一生产下牛犊产下牛犊45

11、45头头。其他哺乳动物的情况类似。其他哺乳动物的情况类似。可见：哺乳动物一生中卵母细胞的有效利用率可见：哺乳动物一生中卵母细胞的有效利用率 ，胚胎工程，胚胎工程要研究解决这样的问题。要研究解决这样的问题。很低很低19精子与卵子的发生比较精子与卵子的发生比较场场 所所开始时间开始时间细胞增殖方细胞增殖方式式子细胞数目子细胞数目是否变形是否变形重要区别重要区别精精子子 卵卵子子 睾丸睾丸卵巢卵巢初情期初情期以后以后胚胎期胚胎期性别分性别分化以后化以后先有丝分裂先有丝分裂后减数分裂后减数分裂4 4个个 精子精子细胞细胞1 1个个卵细胞卵细胞变形为变形为蝌蚪形蝌蚪形球形球形 不变形不变形精子是从初情期

12、精子是从初情期开始的；开始的；而哺乳动物卵泡而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢的形成和在卵巢内的储备是在出内的储备是在出生前完成的生前完成的20下列叙述是有关精子和卵子的区别：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初级性卵母细胞的形成时间MIMI和和MIIMII的时间连续性的时间连续性成熟生殖细胞是否经过变形成熟生殖细胞是否经过变形成熟生殖细胞的染色体数量成熟生殖细胞的染色体数量214.4.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？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？ 刚排出的卵子尚未完全成熟。仅完成减数第刚排出的卵子尚未完全成熟。仅完成减数第 次

13、分裂，需要在输卵管内进一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到步成熟，直到 才能与精子结合完成受精过程。才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在排出的卵子是在 内与精子受精的。内与精子受精的。一一减数第二次分裂的中期减数第二次分裂的中期输卵管输卵管225、卵子受精的标志：、卵子受精的标志： 在在卵细胞膜和透明带卵细胞膜和透明带的间隙观察到的间隙观察到两个极体两个极体。透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜237 7、哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？、哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？相似点：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（最初阶

14、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（MM和和MM）才能形成精子和卵子。才能形成精子和卵子。不同点：不同点：一个精原细胞一个精原细胞四个精子；四个精子；一个卵原细胞一个卵原细胞一个卵子；一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是胎儿出生前完成的。多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是胎儿出生前完成的。24二、受精二、受精2 2、场所、场所: :1 1、概念、概念: :输卵管内输卵管内指精子和卵子结合形成合子指精子和卵子结合形成合子( (即受精卵即受精卵) )的过程。的过程。253 3、过程、过程阶段阶段主

15、要过程主要过程精子获能精子获能卵子的准备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，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。才能获得受精能力。卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MM）时，才具备受精能力。时，才具备受精能力。准备准备阶段阶段26精卵相遇，发生顶体反应，精精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠子穿入放射冠精子接触并穿过透明带，并接精子接触并穿过透明带，并接触卵细胞膜触卵细胞膜 精子头部膨胀，同时卵精子头部膨胀，同时卵子完成第二次成熟分裂，子完成第二次成熟分裂，释放第二极体释放第二极体雌雄原核形雌雄原核形成成两个原核融

16、合两个原核融合第一次卵第一次卵裂即将开裂即将开始始透明带反应透明带反应卵细胞膜反应卵细胞膜反应释放顶体酶，溶解卵释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质丘细胞之间物质雄原核雄原核雌原核雌原核卵子是否受精的重要标志卵子是否受精的重要标志27阶段阶段主要过程主要过程入卵屏障入卵屏障精子穿越放射冠精子穿越放射冠和透明带和透明带进入卵细胞膜进入卵细胞膜原核形成原核形成融合融合精子通过顶体反应释放的顶体酶溶解精子通过顶体反应释放的顶体酶溶解卵丘细胞和透明带，进而穿越。卵丘细胞和透明带，进而穿越。受精受精阶段阶段精子核膜破裂，形成新核膜，形成雄原精子核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。核。精子被微绒毛抱合，进而精子

17、外膜与精子被微绒毛抱合，进而精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。卵细胞膜相互融合，精子入卵。卵子完成减数第二次分裂，卵子完成减数第二次分裂， 排出第二极排出第二极体，形成雌原核。体，形成雌原核。雄、雌原核充分发育后彼此接触，合雄、雌原核充分发育后彼此接触，合并，形成二倍体受精卵。并，形成二倍体受精卵。精子触及精子触及卵细胞膜的卵细胞膜的瞬间，产生瞬间，产生透明带反应透明带反应精子入卵精子入卵后的后的（卵细（卵细胞膜反应）胞膜反应）卵黄膜封闭卵黄膜封闭作用作用28卵子受精的标志：卵子受精的标志： 在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体。受精过程完成的标

18、志受精过程完成的标志: :雌雄原核融合，形成合子，是受精过程完成的标志。雌雄原核融合，形成合子，是受精过程完成的标志。对比归纳2930受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚 囊胚囊胚（内含囊胚腔）（内含囊胚腔） 原肠胚原肠胚（内含原肠腔）（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加。：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加。：由具有全能性细胞构成，细胞数在：由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，排列紧密，形个左右，排列紧密，形似桑椹似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：在输卵管进行

19、有丝分裂，开始发育：在输卵管进行有丝分裂，开始发育滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔31卵裂期的特点卵裂期的特点细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积_ _ 或略有或略有_每个细胞体积每个细胞体积_每个细胞每个细胞DNADNA数目数目_总总DNA DNA _有机物总量有机物总量_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加 缩小缩小减小减小减少减少增加增加32桑椹胚桑椹胚 胚胎细胞数目胚胎细胞数目 个左右，该阶段由于细胞个左右，该阶段由于细胞 ，属于，属于 细胞，细胞，细胞间排列紧密，形似桑椹。细胞间排列紧密，形似桑椹。3232未分化未分化全能性

20、全能性33囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔细胞开始细胞开始 ，并出现，并出现 ；内细胞团将来发育成内细胞团将来发育成 ；滋养层将来发育成滋养层将来发育成 ；体积扩大会导致体积扩大会导致 ，称为，称为 。分化分化囊胚腔囊胚腔各种组织各种组织胎膜、胎盘胎膜、胎盘透明带破裂透明带破裂孵化孵化滋养层滋养层内细胞团内细胞团34哪个阶段以前的细胞为全能细胞？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？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？何种结构将来发育成胎儿的各种组织？胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？什么叫孵化？什么叫孵化？桑椹胚以前桑椹胚以前囊胚囊胚内

21、细胞团内细胞团滋养层滋养层囊胚扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫孵化囊胚扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫孵化35经过种种障碍的精子终于与卵子相遇经过种种障碍的精子终于与卵子相遇36精子试图进入卵子精子试图进入卵子 3738 此时此时, , 精子的头已经钻进去了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。个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。 394041424344 受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 着陆着陆, ,微微嵌入

22、子宫内膜。此时它分裂发育为微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞几百个细胞。 4546 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140150140150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。 47人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内的照片周时在子宫内的照片 4849 此时胎儿已长到此时胎儿已长到18201820周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映的反映 。50515253个个体体发发育育过过程程胚胚胎胎发发育育过过程：程：从从受受精精卵卵到到成成熟熟

23、胚胚胎胎受受精精场所：雌性动物输卵管内场所：雌性动物输卵管内过程：精子头部进入卵细胞中，尾部留在外面。精核与卵核融合。过程：精子头部进入卵细胞中，尾部留在外面。精核与卵核融合。结果：阻止后继精子进入，激活卵子完成减结果：阻止后继精子进入，激活卵子完成减分裂，促进受精卵分裂分裂，促进受精卵分裂卵卵裂裂期期场所：最初在输卵管，后移入子宫。场所：最初在输卵管，后移入子宫。分裂方式：有丝分裂分裂方式：有丝分裂特点：卵裂速度快，细胞未生长即进入下次分裂。特点：卵裂速度快，细胞未生长即进入下次分裂。DNADNA、细胞数目不、细胞数目不 断增加，每个细胞体积越来越小，总体积基本不变。断增加，每个细胞体积越来

24、越小，总体积基本不变。桑椹桑椹胚胚特点：卵裂形成的包括特点：卵裂形成的包括3232个细胞左右的胚，每个细胞都属于全能细胞个细胞左右的胚，每个细胞都属于全能细胞囊囊胚胚组成：内细胞团、滋养层细胞、囊胚腔组成：内细胞团、滋养层细胞、囊胚腔特点：细胞已开始分化，内细胞团将发育成胎儿的各种组织。特点：细胞已开始分化，内细胞团将发育成胎儿的各种组织。原原肠肠胚胚 外胚层：内细胞团表层细胞形成外胚层：内细胞团表层细胞形成三胚层三胚层 内胚层：内细胞团下方细胞形成内胚层：内细胞团下方细胞形成 分化成组织器官（略）分化成组织器官（略） 中胚层：最迟形成中胚层：最迟形成滋养层：发育为胎儿的胎膜和胎盘滋养层：发育

25、为胎儿的胎膜和胎盘二腔：扩大的原肠腔和缩小的囊胚腔二腔：扩大的原肠腔和缩小的囊胚腔胚后发育胚后发育起点是挣脱卵膜或从母体出生，终点是性成熟个体。起点是挣脱卵膜或从母体出生，终点是性成熟个体。541.1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.2.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？该怎样处理？P67/P67/资料分析资料分析 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。马应选择囊胚阶段的胚胎。 牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子宫，但为了提高细胞阶段进入子宫，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。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。553.3.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？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。请结合本节内容举例说明。 胚胎