胚胎工程 体内受精和早期胚胎发育

胚胎工程体内受精和早期胚胎发育专题3胚胎工程第2页,共36页，2024年2月25日，星期天第3页,共36页，2024年2月25日，星期天胚胎工程的概念

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。第4页,共36页，2024年2月25日，星期天操作对象：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第5页,共36页，2024年2月25日，星期天胚胎工程的建立一.胚胎移植技术的研究胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。第6页,共36页，2024年2月25日，星期天专题3:胚胎工程§3.1体内受精和早期胚胎发育第7页,共36页，2024年2月25日，星期天一.精子和卵子的发生（1）发生场所：睾丸（2）时间：初情期——生殖机能衰老1.精子的发生第8页,共36页，2024年2月25日，星期天精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形第9页,共36页，2024年2月25日，星期天精子细胞变形中的主要变化：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膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落)第10页,共36页，2024年2月25日，星期天提示：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。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:第11页,共36页，2024年2月25日，星期天

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？第12页,共36页，2024年2月25日，星期天2.卵子的发生(1)发生部位：卵巢(2)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。第13页,共36页，2024年2月25日，星期天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MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失（3）卵子发生过程MⅡ排卵前后完成在受精过程完成被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿时期完成第14页,共36页，2024年2月25日，星期天卵子受精的标志：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。第15页,共36页，2024年2月25日，星期天1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？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，仅完成第一次减数分裂，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。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。第16页,共36页，2024年2月25日，星期天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：最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同点：一个精原细胞——多个精子；一个卵原细胞——一个卵子；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。第17页,共36页，2024年2月25日，星期天巩固练习1.下列不属于胚胎工程的是：（）A.体外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干细胞培养D.转基因鲤鱼的培育2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有（）A.1个B.0或1个C.2个D.4个DB第18页,共36页，2024年2月25日，星期天二、受精1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2.场所：输卵管第19页,共36页，2024年2月25日，星期天一)受精前的准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力3.过程：第20页,共36页，2024年2月25日，星期天二)受精阶段:1)精子穿越放射冠和透明带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之间的物质。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障发生时间：精子接触卵黄膜的瞬间。2)精子进入卵黄膜卵黄膜上的微绒毛抱和精子，精子外膜与卵黄膜融合，实现精子入卵。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障第21页,共36页，2024年2月25日，星期天3)原核形成雄原核形成和雌原核形成精子尾部脱离，核膜破裂，出现新的核膜，雄原核形成。精子入卵，卵子被激活，完成第2次分裂，排出第二极体，形成雌原核。4)配子结合雌雄原核融合形成合子(受精卵）充分发育的原核移动到一起接触，体积缩小合并，染色体合为一组，形成二倍体合子。第22页,共36页，2024年2月25日，星期天哺乳动物受精过程示意图第23页,共36页，2024年2月25日，星期天4.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。第24页,共36页，2024年2月25日，星期天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：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：最初发育在输卵管进行有丝分裂三.胚胎发育滋养层，外胚层中胚层，内胚层原肠腔第25页,共36页，2024年2月25日，星期天第26页,共36页，2024年2月25日，星期天1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？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？如果换成牛又该怎样处理？资料分析<讨论>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，胚胎虽然最早可在8~16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。第27页,共36页，2024年2月25日，星期天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？请结合本节内容举例说明。提示：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。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。第28页,共36页，2024年2月25日，星期天1有关卵巢的叙述正确的是()

A．所有细胞都进行减数分裂B.所有细胞都可以见到染色体

C．有的细胞进行有丝分裂D．所有细胞的遗传物质都相同巩固练习第29页,共36页，2024年2月25日，星期天2精子变形时，线粒体集中在尾基部的原因解释是()

A．释放顶体酶发生透明带反应B．产生能量促进精子运动

C．有利于质基因进入受精卵D．受细胞核的挤压形成巩固练习第30页,共36页，2024年2月25日，星期天3哺乳动物受精过程中，精子释放的酶是()A．溶菌酶B．蛋白酶C．顶体酶D．获能酶巩固练习第31页,共36页，2024年2月25日，星期天4精子获能所利用的化学物质可以是()A．一定浓度的肝素B．一定浓度的ATPC．一定浓度的葡萄糖D．一定浓度的血清巩固练习第32页,共36页，2024年2月25日，星期天5胚胎工程的最终技术环节是()A．细胞融合B体外受精C．胚胎移植D．胚胎分割巩固练习第33页,共36页，2024年2月25日，星期天6关于受精过程的叙述错误的是()

A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠

B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂巩固练习第34页,共36页，2024年2月25日，星期天7下列叙述正确的是()A．胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的

B．内细胞团将来发育成胎盘