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1、体外受精与早期胚胎培养第一页，共五十七页。胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子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，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。满足人类的各种需求。第二页，共五十七页。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
2、养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律的发育规律第三页，共五十七页。专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程3.1 3.1 体内受精和体内受精和早期胚胎发育早期胚胎发育第四页，共五十七页。胚胎工程的建立胚胎工程的建立一一. .胚胎移植技术的研究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胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可 缺少的基础环节。缺少的基础环节。二二. .胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体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。外受精技术的研究。三三. .胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定
3、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、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞 培养等技术应运而生。培养等技术应运而生。第五页，共五十七页。一一. .精子和卵子的发生精子和卵子的发生（1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸（2 2）时间：）时间：初情期初情期生殖机能衰老生殖机能衰老1.1.精子的发生精子的发生第六页，共五十七页。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第一阶段第二阶段减数分裂第三阶段细胞变形M多个精原细胞染色体复制变形（3）精子发生的过程第七页，共五十七页。第阶段第阶段初级精母细胞的形成初级精母细胞的形成精原细胞多个初级精母细胞
4、一次有丝分裂两个细胞数次有丝分裂有丝分裂（3）精子发生的过程第八页，共五十七页。初级精母细胞次级精母细胞精子细胞MM减数分裂第第 2 2 阶段阶段精子细胞的生成精子细胞的生成（3）精子发生的过程第九页，共五十七页。线粒体高尔基体A、顶体的发生发育中的顶体发育中的尾 (中心体)B、尾的的发育C、精子头的出现D、细胞质浓缩E、精子的形成原生质滴尾线粒体鞘顶体第阶段：精子细胞变形成精子第十页，共五十七页。线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?精子结构图第十一页，共五十七页。精子细胞变形中的主要变化：精子细胞变形中的主要变化：1.1.细胞核细胞核2.2
5、.高尔基体高尔基体3.3.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的主要部分精子头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膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (球状球状, ,最最后脱落后脱落) )第十二页，共五十七页。（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（2）不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。第十三页，共五十七页。 提示：不是。其一，动物在自然繁殖的条件下为繁殖提示：不是。其一，动物在自然繁殖的条件下为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件后代、延续物种的一种生理保障机制；其
6、二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大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，量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子与卵子 完成受精的只有一个。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，这能但是通常
7、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？说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？问题讨论问题讨论: :第十四页，共五十七页。 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，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。而线粒体是有氧呼吸产生运动能量的场的控制中心。而线粒体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，所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生是精子维持生 存和运动能量的存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动发动
8、机机”。2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会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怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？第十五页，共五十七页。2.2.卵子的发生卵子的发生(1)(1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢(2)(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排时间：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成的。子结合的过程完成的。第十六页，共五十七页。卵原细胞卵原细
9、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第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M排卵前后完排卵前后完成成在受精过在受精过程完成程完成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围, ,形形成卵泡成卵泡胎胎儿儿时时期期完完成成3 3卵子发生的过程：卵子发生的过程：第十七页，共五十七页。排卵排卵第十八页，共五十七页。卵泡的发育第十九页，共五十七页。卵子受精的标志：卵子受精的标志： 当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察的间隙可以观察到到两个极体两个极体时，说明卵子已经完成了受时，说明卵子已经
10、完成了受精。精。注意：注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志区分受精的标志和受精完成的标志 2.精子和卵子发生的区别精子和卵子发生的区别第二十页，共五十七页。1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么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？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，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
11、第二次分裂的中期才能与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。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：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。答：是指卵子从卵泡中排出。第二十一页，共五十七页。精子与卵子的发生比较场场所所开始开始时间时间增殖增殖方式方式子细胞子细胞数目数目变变形形重要重要区别区别精精子子 卵卵子子 睾丸卵巢输卵管初情期以后性别分化以后先有丝分裂后减数分裂同上4个精子细胞1个卵细胞3个极体变形不变形哺乳
12、动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；而精子是从初情期开始的第二十二页，共五十七页。巩固练习巩固练习1.1.下列不属于胚胎工程的是：下列不属于胚胎工程的是： （ ）A.A.体外受精体外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植胚胎分割、胚胎移植C.C.胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 D.D.转基因鲤鱼的培育转基因鲤鱼的培育 2. 2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两对同两对同源染色体，它形成的含有源染色体，它形成的含有ABAB的配子有的配子有 （ ） A.1 A.1个个 B.0B.0或或1 1个个 C.2 C.2个个 D.4D.4个个DB第二十三页，共五十
13、七页。三、受精1、概念:2、标志:3、场所:1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。2、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在输卵管内完成的。第二十四页，共五十七页。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生殖道精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后发生相应的生理变化后, ,才获得受精能力才获得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: :在输卵管中发育到减数第二在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期次分裂的中期, ,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力4
14、 4：过程过程. .过程：过程：第二十五页，共五十七页。3:受精阶段受精阶段 包括精子穿越放射冠包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。核形成和配子结合。哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带顶体反应顶体反应透明带反应透明带反应(第一道第一道)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道）卵黄膜封闭作用（第二道）3)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4)配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成合子雌雄原核融合形成合子(受精卵受精卵)第二十六页，共五十七页。穿过放射冠：在卵子
15、外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。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。第二十七页，共五十七页。 几个精子同时几个精子同时分解透明带，但只有分解透明带，但只有一个精子能穿过透明一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第带进入卵子内，当第一个精子进入后，透一个精子进入后，透明带的穿透性就立即明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。其他精子穿越透明带。穿过透明带：穿过透明带：第二十八页，共五十七页。穿过透明带：几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，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
16、带。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障第二十九页，共五十七页。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卵黄膜上的微绒毛抱住精子第三十页，共五十七页。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)受精完成标志第三十一页，共五十七页。 精子进入卵精子进入卵子后子后, ,其细胞核变其细胞核变大到和卵子细胞大到和卵子细胞核相似核相似, ,精子细胞精子细胞核核( (雄原核雄原核) )和卵和卵子细胞核子细胞核( (雌原核雌原核) )同时向细胞中部同时向细胞中部靠拢靠拢, ,并相互融合并相互融合成一个细胞核成一个细胞核, ,这这时称受精卵。时称受精卵。形成受精卵：形成受精卵：第三十二页，共五十七页。小结受精阶段: 精子穿越放射冠 精子穿越透明带 精子穿越卵黄膜 原核形成 配子结合顶体反应透明带反应（第一道）卵黄膜封闭作用（第二道）雄原核形成和雌原核形成雌雄原核融合形成合子(受精卵)第三十三页，共五十七页。受精的意义受精的意义维持每种生物前后代体细胞中染色维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定体数目的恒定 ；对于生物的遗传和；对于生
