体内受精和早期胚胎发育

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1、专题专题3:3:胚胎工程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，以满足人类各种 需求。v操作对象：早期胚胎和配子v技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等v理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律英国人W希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔 的早期胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完 全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时 仔免和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔免。 这是世 界上第一例胚胎移植，胚胎移植技

2、术由此创始。比利时兔安哥拉兔胚胎工程的建立一.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。专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程一.精子和卵子的发生v（1）发生场所：睾丸v（2）时间：初情期 生殖机能衰老1.精子的发生精原细胞 有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子M第一阶段第二阶段第三阶段M精 子 发 生 的 过 程多个精原细胞 染色体复制变形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

3、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)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？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

4、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？2.卵子的发生v(1)发生部位：卵巢v(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。排卵卵原细胞 有丝分裂 多个卵原细胞染色体复制 初级卵母细胞M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M排卵前后 完成在受精

5、 过程完 成被卵泡细胞包围, 形成卵泡胎儿时期完成卵子受精的标志：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。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。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

6、：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（M和M） 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。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二、受精v1.概念：是精子和卵子结合形成合子（ 即受精卵）的过程。v2.场所：输卵管一)受精前的准

7、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：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)原核形成雄原核形成和雌原核形成 4)配子结合雌雄原核融合形成合子(受精卵)哺乳动物受精过程示意图穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它 们首先穿放射冠。几个精子同 时分解透明带， 但只有一个精子 能穿过透

8、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。穿过透明带：精子进入卵 子后,其细胞核 变大到和卵子细 胞核相似,精子 细胞核(雄原核) 和卵子细胞核(雌 原核)同时向细胞 中部靠拢,并相 互融合成一个细 胞核,这时称受 精卵。形成受精卵：4.意义v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。充满活力的精子此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它 们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到卵子的外 壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地 逆时针转动。 卵子的外层被一 层透

9、明的薄膜保 护着，这使它看 起来像一个悬浮 在天体中的漂亮 的星球。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。 受精后8天。胚牙完成“着陆“,微微嵌入子宫 内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。 受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的 心跳每分钟140150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 。胚胎发育胚后发育幼体性成熟个体受精卵动物个体发育的大致过程根据胚胎形态的变

10、化，可将早期发育 的胚胎分为以下几个阶段：受精卵囊胚期原肠胚期（包括内、中、外三幼体卵裂（包括2细胞期、4细胞期、8细胞、16细胞期、32细胞期）胚层和原肠腔）胚胎发育的过程：在分析图解时使学生明确卵 裂的起点，方式，特点。分 裂球细胞的特点。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滋养层内细胞团囊胚腔囊胚的形成受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层内胚层中胚层原肠胚胚的发育：按照一定的 次序向内运动受精

11、卵卵裂囊胚原肠胚的形成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

12、胎虽然最早可在816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。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。