体内受精和早期胚胎发育推荐（课堂PPT）

1、12 胚胎工程胚胎工程指对动物指对动物早期胚胎早期胚胎或或配配子子所进行的多种显微操作和处理技术，所进行的多种显微操作和处理技术，如如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胎干细胞培养等技术。经过处理后获得等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到的胚胎，还需要移植到雌性雌性动物体内生动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。产后代，以满足人类的各种需求。3 操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子 技术手段：技术手段：胚胎移植、体外受精、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：理论基础：哺乳动物的受精和

2、早期胚胎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，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。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不断地产生着精子着精子睾丸睾丸 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

3、精母细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精精子子发发生生的的过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高尔基体发育为为头部的顶体头部的顶体中心体演变中心体演变为为精子的尾精子的尾线粒体聚集在线粒体聚集在尾的基部形成尾的基部形成线粒体鞘线粒体鞘细胞内的其他物质浓细胞内的其他物质浓缩成球状，称为缩成球状，称为原生原生质滴质滴。随着精子的成。随着精

4、子的成熟过程向后移动，直熟过程向后移动，直到最后脱落。到最后脱落。细胞核变为细胞核变为精子精子头的主要部分头的主要部分7 变为精子变为精子头部的主要部分头部的主要部分； 发育为发育为头部的顶体头部的顶体； 演变为演变为精子的尾精子的尾； 聚集在尾的基部形成聚集在尾的基部形成线粒体鞘线粒体鞘；其它物质浓缩成其它物质浓缩成 ( (球形球形) )，随精子的，随精子的成熟向尾部移动，最后脱落。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、延续物种的一种繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制生理保障机制； 二，在自然条件下，精子从射精部位运行到二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行受精部位，将对精子进行筛选筛选，并致使大量的，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量精子途中死亡，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）的精子只损耗。最后到达受

6、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。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？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。谢活动的控制中心。 而线粒体则是有氧呼吸而线粒体则是有氧呼吸

7、产生运动能量的场所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，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？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情期后胎儿

8、时期和初情期后13时间：时间： 减数第一次分裂是在雌性减数第一次分裂是在雌性动物动物排卵前后完成排卵前后完成；减数；减数第二次分裂是在第二次分裂是在精子和卵精子和卵子结合的过程子结合的过程完成的。完成的。14胎胎儿儿期期初初情情期期后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初级卵母细胞生长透明带形成长透明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减数第一次分裂是在雌性动物排卵雌性动物排

9、卵前、后完成的前、后完成的减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的精子和卵细胞结合的过程中完成过程中完成受精受精当在卵细胞膜和透明带的间隙当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精卵子已经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1617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第一极体第

10、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胎儿时期完成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1515万万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵个卵泡，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母细胞。出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有卵泡只有200200个个左右，一生产下左右，一生产下牛犊牛犊4545头头。

11、其他哺乳动物的情况类似。其他哺乳动物的情况类似。可见：可见：哺乳动物一生中卵母细胞的有效哺乳动物一生中卵母细胞的有效利用率利用率 ，胚胎工程要研胚胎工程要研究解决这样的问题究解决这样的问题。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睾睾丸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先有丝分裂分裂后减数后减数分裂分裂4 4个个 精子精子细胞细胞1 1个个卵细胞卵细胞变形变形为蝌为蝌蚪形蚪形球形球形 不变不变形形精子是从初精子是从初情期开始的；情期开始的；而哺乳动物而哺乳动物卵泡的形成卵泡的形成和在卵巢内和在卵巢内的储备是在的储备是在出生前完成出生前完成的的2

12、0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？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。仅完成刚排出的卵子尚未完全成熟。仅完成减数第减数第 次分裂，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 才才能与精子结合完成受精过程。能与精子结合完成受精过程。排出

13、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两两个极体个极体。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、哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？些相似点或不同点？相似点：相似点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增加生殖，不断增加生殖原细胞的数量；经过原细胞的数量；经过减数分裂减数分裂（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

14、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。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: :输卵管输卵管内内指指精子精子和和卵子卵子结合形成结合形成合子合子( (即即受精受精卵卵) )的过程。的过程。253 3、过程、过程精子获能精子获能卵子的准备卵子的准备精子在精子在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生发生相应生理变化后，才能相应生理变化后，才能获得受获得受精能力。

15、精能力。卵子在卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第减数第二分裂中期（二分裂中期（MM）时，才具时，才具备受精能力。备受精能力。准准备备阶阶段段26精卵相遇，发生精卵相遇，发生顶体反顶体反应应，精子穿入，精子穿入放射冠放射冠精子接触并穿过透明带，精子接触并穿过透明带，并接触卵细胞膜并接触卵细胞膜 精子头部膨胀，精子头部膨胀，同时卵子完成第同时卵子完成第二次成熟分裂，二次成熟分裂，释放第二极体释放第二极体雌雄原雌雄原核形成核形成两个原核两个原核融合融合第一次第一次卵裂即卵裂即将开始将开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

16、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精子穿越放精子穿越放射冠和透明带射冠和透明带进入卵细进入卵细胞膜胞膜原核形成原核形成融合融合精子通过精子通过顶体反应顶体反应释放的顶释放的顶体酶溶解卵丘细胞和透明带，体酶溶解卵丘细胞和透明带，进而穿越。进而穿越。受受精精阶阶段段精子核膜破裂，形成新核膜，精子核膜破裂，形成新核膜，形成形成雄原核雄原核。精子被微绒毛抱合，进而精精子被微绒毛抱合，进而精子外膜与卵细胞膜相互融合，子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。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， 排出第二极体，形成排出第二极体，形成雌原核雌原核。雄、雌原核

17、充分发育后彼此雄、雌原核充分发育后彼此接触，合并，形成接触，合并，形成二倍体受二倍体受精卵。精卵。精子触精子触及卵细胞及卵细胞膜的瞬间，膜的瞬间，产生产生透明透明带反应带反应精子入精子入卵后的卵后的（卵细胞（卵细胞膜反应）膜反应）卵黄膜封卵黄膜封闭作用闭作用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的间隙可以观察到察到两个极体两个极体。受精过程完成的标志受精过程完成的标志: :雌雄原核融合，形成合子雌雄原核融合，形成合子，是受精过，是受精过程完成的标志。程完成的标志。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

18、胚原肠胚（内含原肠腔）（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断进行有丝分裂，细胞数量不断增加。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，形似桑椹个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：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

19、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，该阶段由于细个左右，该阶段由于细胞胞 ，属于，属于 细胞，细胞间排列紧密，细胞，细胞间排列紧密，形似桑椹。形似桑椹。3232未分化未分化全能性全能性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 ；内细胞团内细胞团将来发育成将来发育成 ；滋养层滋养层将来发育成将来发育成 ；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

20、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哪个阶段以前的细胞为全能细胞？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何种结构将来发育成胎儿的各种组织？种组织？胎膜和胎盘由什么结构发育而胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？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

21、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，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。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, ,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。 4546 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟的心跳每分钟140150140

22、150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在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。50515253541.1.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？么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？P67/P67/资料分析资

23、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细细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率胞阶段进入子宫，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。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，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会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。说明。 胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动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。物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。