讲课体内受精和早期胚胎发育

1、思思考考 一位妇女不能怀孕，但是这对夫妇想要一位妇女不能怀孕，但是这对夫妇想要一个自己的小孩，有什么办法吗？一个自己的小孩，有什么办法吗？胚胎工程的概念阅读与分析胚胎工程的概念阅读与分析 操作对象：操作对象： 技术手段：技术手段： 理论基础：理论基础：早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎干细胞培养等 哺乳动物的体内受精和早期胚胎哺乳动物的体内受精和早期胚胎 的发育规律的发育规律选修三 专题三3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育一、精子的发生一、精子的发生(3)(3)过程：过程：(1)(1)场所场所:

2、 :(2)(2)时期时期: :睾睾 丸（曲细精管）丸（曲细精管）初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退分三个阶段分三个阶段 精原细胞形成成熟精子精原细胞形成成熟精子的过程的过程初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞 精子精子精细胞精细胞 精子精子变形变形有丝分裂有丝分裂染色体复制染色体复制第一阶段：第一阶段：第二阶段：第二阶段：第三阶段第三阶段精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂精原细胞精原细胞多个多个初级初级精母细胞精母细胞 有丝分裂有丝分裂多个精原多个精原细胞细胞染色体染色体复制复制第第 2 2

3、 阶段阶段精子细胞的生成精子细胞的生成第阶段第阶段初级精母细胞的形成初级精母细胞的形成初级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MMMM减数分裂减数分裂线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体的发生、顶体的发生发育中的顶体发育中的顶体发育中的尾发育中的尾 （中心体）（中心体）B B、尾的的发育、尾的的发育C C、精子头的出现、精子头的出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子的形成、精子的形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体第阶段：精子细胞第阶段：精子细胞变形变形成精子成精子精子细胞变形小结精子细胞变形小结1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3

4、.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头部的主要部分精子头部的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘线粒体鞘( (尾的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (球状球状, ,最后脱落最后脱落) )便于便于运动运动“减负减负”精原细胞（精原细胞（2N)有丝分裂有丝分裂初级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（2N)（N)（N)（N)(4)(4)、精子的形态：、精子的形态：（1 1）外形似

5、蝌蚪，分）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。、三大部分。（2 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_ _ _。头头 颈颈 尾尾相似相似不同不同无关无关思考与讨论：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, ,但是通常只但是通常只有一个精子能够与卵子结合有一个精子能够与卵子结合, ,这能说是一种浪费这能说是一种浪费吗吗? ?怎样理解这一现象怎样理解这一现象? ? 不是。受精过程中，复杂的组织结构和生理不是。受精过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精环境将对精子进行筛选，并

6、致使大量的精子途中子途中死亡，被分解或排除，造成精子大死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的。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精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。一个。 2.2.精子细胞变成精子的过程中精子细胞变成精子的过程中, ,细胞中很多结构会细胞中很多结构会消失消失, ,而细胞核却保留了下来而细胞核却保留了下来, ,对这一现象怎样对这一现象怎样理解理解? ?为什么精子中的线粒体集中在尾的基部为什么精子中的线粒体集中在尾的基部? ? 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、

7、卵结合和后代也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细遗传特性与细胞代谢活动的控制中心胞代谢活动的控制中心。 线粒体则是精子进行有氧呼吸线粒体则是精子进行有氧呼吸产生运动能产生运动能量的场所量的场所。 精子的线粒体集中在精子的尾部，是精子精子的线粒体集中在精子的尾部，是精子维持生存和运动能量维持生存和运动能量的的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。 二、卵子的发生二、卵子的发生1 1、场所：、场所：卵巢卵巢性别分化以后性别分化以后初情期生殖机能衰退初情期生殖机能衰退二、卵子的产生二、卵子的产生3、卵子卵子的形成过程的形成过程第一阶段第一阶段: 胚胎期间胚胎期间 性别分化后开始到胎儿出生前完成性

8、别分化后开始到胎儿出生前完成,卵巢内卵巢内卵原卵原细胞细胞就通过有丝分裂形成多个卵原细胞，再经染色就通过有丝分裂形成多个卵原细胞，再经染色体复制形成体复制形成初级卵母细胞初级卵母细胞,被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成形成卵卵泡泡. 二、卵子的产生二、卵子的产生3、卵子的形成过程卵子的形成过程 第二阶段第二阶段: 初情期后初情期后 初级卵母细胞初级卵母细胞减数分裂减数分裂，卵泡发育成熟并，卵泡发育成熟并排卵排卵。 排卵就是卵子从卵泡中排出排卵就是卵子从卵泡中排出卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞二、卵子的产生二、卵子的产生3、卵子的形成过程卵子的形成过程第三阶段第

9、三阶段: 受精作用过程中受精作用过程中 减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在 和和 结结合的过程中完成的。成熟的卵细胞外层依次合的过程中完成的。成熟的卵细胞外层依次由由 、 、 等三层结构等三层结构组成。在卵黄膜和透明带的间隙可以看到组成。在卵黄膜和透明带的间隙可以看到二二个极体个极体时，标志完成了时，标志完成了 。 精子精子放射冠放射冠透明带透明带卵黄膜卵黄膜受精作用受精作用卵子卵子排出的卵排出的卵 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黄膜卵黄膜细胞核细胞核初级卵母细胞卵泡次级卵母细胞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

10、级卵母细胞初级卵母细胞M M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胎儿时期完成期完成解析必修解析必修2 2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 判断卵子受精以观察到两个极体为标志，判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？ 人类和大部分哺乳动物：第一极体很少再进行人类和大部分哺乳动物：第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的

11、第一极体才第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体会分裂形成两个第二极体 ； 即使分裂，在实际操作中也不容易三个都同时即使分裂，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能观察到，但只要能看到两个极体，就足以说明问看到两个极体，就足以说明问题题。 疑问2 2、排出的卵子是什么时期的细胞？、排出的卵子是什么时期的细胞？1 1、成熟卵子的形成与哪些部位有关？、成熟卵子的形成与哪些部位有关？卵巢和输卵管卵巢和输卵管 MI MI的初级卵母细胞的初级卵母细胞或或MIIMII的次级卵母细胞和第一极体的次级卵母细胞和第一极体回顾 1. 1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中

12、能形成几个成熟的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？泡从卵巢中排出？ 正常情况下，一个卵泡只能形成一个成正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。熟的卵子。 是指卵子从卵泡中排出。是指卵子从卵泡中排出。思考3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母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？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。仅完成第第 次减数分裂，需要在输卵管内进一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到步成熟，直到 才能才能与精子结合完成受精过程。与精子结合完成受精过

13、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。思考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 哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些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，不断增加生殖原，不断增加生殖原细胞的数量；经过细胞的数量；经过两次减数分裂两次减数分裂（MM和和MM）才能形成精子和卵子。）才能形成精子和卵子。思考 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？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；

14、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。储备是胎儿出生前完成的。思考精子与卵子的发生比较精子与卵子的发生比较场场 所所开始时开始时间间细胞增细胞增殖方式殖方式子细胞数子细胞数目目是否变是否变形形重要区别重要区别精精子子 卵卵子子 睾睾丸丸卵巢卵巢输卵输卵管管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 3 3个个极体极体变形变形为蝌为蝌蚪形

15、蚪形球形球形 不变不变形形精子是从精子是从初初情期情期开始的；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三、受精三、受精1 1、概念、概念: :指指精子精子和和卵子卵子结合形成合子结合形成合子 ( (即受精卵即受精卵) )的过程。的过程。2 2、标志、标志: :在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时两个极体时。3 3、场所、场所: :输卵管输卵管一一) )受精前的准备阶段受精前的准备阶段: :1)1)精子获能精子获能: :精子必须在雌性动物的精子必须在雌性动物的生殖道发生相生殖道发生相应的

16、生理变化后应的生理变化后, ,才获得才获得受精能力受精能力的生理现象的生理现象. .2)2)卵子的准备卵子的准备: :卵子卵子有些是初级卵母细胞，有些是有些是初级卵母细胞，有些是次级卵母细胞次级卵母细胞，排出后在，排出后在输卵管输卵管中发育到中发育到减数第减数第二次分裂的中期二次分裂的中期, ,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力4 4、过程、过程精卵相遇，发生顶体反精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠应，精子穿入放射冠精子接触并穿过透明带，精子接触并穿过透明带，并接触卵黄膜并接触卵黄膜 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

17、释放第二极体雌雄原雌雄原核形成核形成核膜消失，核膜消失，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黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用释放顶体酶，溶解卵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二）受精阶段二）受精阶段 包括精子穿越包括精子穿越放射冠放射冠和和透明带透明带，进入进入卵黄膜卵黄膜，原核形成原核形成和和配子结合配子结合。哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图2)2)精子穿越透明带精子穿越透明带1 1）精子穿越放射冠）精子穿越放射冠透明带反应透明带反应( (第一道第一道) )3)3)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二

18、道）卵黄膜封闭作用（第二道）4)4)原核形成原核形成雄原核和雌原核形成雄原核和雌原核形成5)5)配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成雌雄原核融合形成合子合子( (受精卵受精卵) )释放顶体酶，形成通道释放顶体酶，形成通道穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有在卵子外围集聚有几十个精子，几十个精子，它们首先穿它们首先穿放射冠放射冠。 几个精子同时分解几个精子同时分解透明带，但透明带，但只有一个精只有一个精子能穿过透明带进入卵子能穿过透明带进入卵子内子内，当第一个精子进，当第一个精子进入后，透明带的入后，透明带的穿透性穿透性就立即发生变化就立即发生变化，从而，从而阻止其他精子穿越透明阻止其他精子

19、穿越透明带。带。穿过透明带：穿过透明带： 精子进入卵子精子进入卵子后后, ,其其细胞核变大细胞核变大到到和卵子细胞核相似和卵子细胞核相似, ,精子细胞核精子细胞核( (雄原核雄原核) )和和卵子细胞核卵子细胞核( (雌原雌原核核) )同时向细胞中部同时向细胞中部靠拢靠拢, ,并相互融合成并相互融合成一个细胞核一个细胞核, ,这时称这时称受精卵。受精卵。形成受精卵：形成受精卵：受精作用的标志：受精作用的标志： 在透明带和卵黄膜间隙看到两个极体在透明带和卵黄膜间隙看到两个极体受精作用的实质：受精作用的实质：精子和卵子核物质融合精子和卵子核物质融合四、胚胎发育桑椹胚囊胚受精卵原肠胚卵裂1 1、卵裂期

20、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_每个细胞体积每个细胞体积_胚胎总体积胚胎总体积_ _ _或略有或略有_DNADNA总数目总数目_有机物总量有机物总量_有机物种类有机物种类_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增加增加减少减少增加增加卵裂：卵裂：合子形成后即在输卵管内合子形成后即在输卵管内进行进行有丝分裂有丝分裂，开始发育。这段，开始发育。这段时间是在时间是在透明带内进行的透明带内进行的卵裂卵裂新生命的第三天新生命的第三天桑椹胚桑椹胚 桑椹胚特点：每个细胞都为全能细胞 发育成完整胚胎。胚胎细胞数达胚胎细胞数达到到3232个左右个左右时，形时

21、，形成致密细胞团，形成致密细胞团，形似桑椹，叫做似桑椹，叫做桑椹桑椹胚胚。囊胚发育为各种组织发育为各种组织发育为胎盘和胎膜发育为胎盘和胎膜细胞开始出现分化细胞开始出现分化原肠胚第三周末形成原肠胚第三周末形成原肠胚滋养层滋养层内胚层内胚层原肠腔原肠腔外胚层外胚层受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（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，细胞数量进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少或略有减少。: :由具有由具有全能性细胞全能性细胞构成，细胞数在构成

22、，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：内细胞团：发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞：滋养层细胞：将发育成胎膜和胎盘将发育成胎膜和胎盘: :最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂外胚层、中胚层、内胚层外胚层、中胚层、内胚层滋养层滋养层原肠腔原肠腔个体发育的几个阶段个体发育的几个阶段成体成体胚后发育胚后发育胚胎发育胚胎发育归纳：早期胚胎发育的几个阶段归纳：早期胚胎发育的几个阶段桑椹胚：细胞属于桑椹胚：细胞属于 。囊胚：细胞开始囊胚：细胞开始 ； 将来发育成将来发育成 ， 将来将来发育成胎膜、胎盘，出现发育成胎膜、胎盘，出现 后，进

23、一步后，进一步扩大会导致扩大会导致 。原肠胚：内细胞团原肠胚：内细胞团 形成形成 ， 细胞形成细胞形成 ，出，出现现 。全能细胞全能细胞分化分化内细胞团内细胞团各种组织各种组织滋养层滋养层囊胚腔囊胚腔孵化孵化表皮的细胞表皮的细胞外胚层外胚层下方的下方的内胚层内胚层 原肠腔原肠腔注意：注意： 个体发育的起点是个体发育的起点是受精卵，受精卵，终点是终点是性成熟性成熟的个体的个体 受精卵全能性最高，细胞的全性随发育的受精卵全能性最高，细胞的全性随发育的深化而降低深化而降低 细胞分化贯穿整个个体发育过程中，原肠细胞分化贯穿整个个体发育过程中，原肠胚阶段是个体发育中胚阶段是个体发育中分化程度最高分化程度

24、最高的阶段的阶段 发育的细胞进行的都是发育的细胞进行的都是有丝分裂有丝分裂，产生的，产生的是是体细胞体细胞 一、精子和卵子的发生：一、精子和卵子的发生： 1 1、精子的发生；、精子的发生； 2 2、卵子的发生。、卵子的发生。 二、受精：二、受精： 1 1、准备阶段、准备阶段1 1精子获能；精子获能； 2 2、准备阶段、准备阶段2 2卵子的准备；卵子的准备； 3 3、受精阶段。、受精阶段。 三、胚胎发育：三、胚胎发育： 受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚总 结1.1.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

25、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？答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚答：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。到囊胚阶段的胚胎进行移植。精卵相遇，发生顶体反精卵相遇，发

26、生顶体反应，精子穿入放射冠应，精子穿入放射冠精子接触并穿过透明带，精子接触并穿过透明带，并接触卵黄膜并接触卵黄膜 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核膜消失，核膜消失，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黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用释放顶体酶，溶解卵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3下列关于受精作用的叙述正确的是下列关于受精作用的叙述正确的是()A精子进入卵子后即完成受精作用精子进入卵子后即完成受精作用B精子的细胞核与卵子的细

27、胞核融合完成即完成受精作用精子的细胞核与卵子的细胞核融合完成即完成受精作用C在卵黄膜和透明带间隙可观察到两个极体时，说明受精在卵黄膜和透明带间隙可观察到两个极体时，说明受精过程已经完成过程已经完成D雌原核与雄原核融合在一起，形成雌原核与雄原核融合在一起，形成合子合子，受精作用结束，受精作用结束4以下关于以下关于桑椹胚桑椹胚的说法不正确的是的说法不正确的是()A胚胎细胞达到胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹个左右，形似桑椹B每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性都具有全能性C良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相良种母

28、牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，同的小牛，性别一定为雌性性别一定为雌性D是由受精卵经有丝分裂产生的是由受精卵经有丝分裂产生的DC5我国首例我国首例“虎狮兽虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精而产生，完成这一用了雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精而产生，完成这一过程需要解决的问题是过程需要解决的问题是()A精子在体外获能物质的处理精子在体外获能物质的处理B用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入C抽取精子、卵子的细胞核进行融合抽取精子、卵子的细胞核进行融合D精子入卵后进行人工处理防止多精入卵精子入卵后进行人工处理防止多精入卵6下列过程哪些发生在精子入卵后下列过程哪些发生在精子入卵后()精子继续完成减数第二次分裂，形成雄原核精子继续完成减数第二次分裂，形成雄原核精子发生顶体反应精子发生顶体反应发生卵黄膜封闭作用发生卵黄膜封闭作用卵