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1、鲁西黄牛是我国名贵鲁西黄牛是我国名贵牛种之一，其体躯高牛种之一，其体躯高大，结构匀称，健壮大，结构匀称，健壮威武，肉用价值高，威武，肉用价值高，闻名海内外闻名海内外请同学们思考：请同学们思考： 应用什么技术能在一年内繁殖多头这应用什么技术能在一年内繁殖多头这样的鲁西黄牛？样的鲁西黄牛？体内受精与早期胚胎的发育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3.2 体内受精和早期胚胎培养体内受精和早期胚胎培养3.3 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景体内受精与早期胚胎的发育 胚胎工程指对动物胚胎工程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所进行的多种显微
2、操作和处理技术，如术，如胚胎移植、体外受精、胚胎胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养分割、胚胎干细胞培养等技术。经等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植过处理后获得的胚胎，还需要移植到到雌性雌性动物体内生产后代，以满足动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。人类大各种需求。体内受精与早期胚胎的发育操作对象：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、胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胎分割、胚胎干细胞培养等等哺乳动物的受精卵和早哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律期胚胎的发育规律体内受精与早期胚胎的发育实例实例1：1.
3、1.下列不属于胚胎工程技术的是（下列不属于胚胎工程技术的是（ ）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体内受精与早期胚胎的发育一、精子的发生一、精子的发生二、卵子的发生二、卵子的发生三、受精三、受精四、胚胎发育四、胚胎发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育一、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、时期、时期:睾丸的曲细精管睾丸的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体内受精与早期胚胎的发育第阶段第阶段初级精
4、母细胞的形成初级精母细胞的形成精原细胞精原细胞多个初级精母细胞多个初级精母细胞 数次有丝分裂数次有丝分裂第阶段第阶段： 精子细胞的生成精子细胞的生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精子细胞胞MMMM减数分裂减数分裂第阶段：精子细胞变形成精子第阶段：精子细胞变形成精子3 3、过程：、过程：体内受精与早期胚胎的发育精子细胞精子细胞精子精子自主阅读自主阅读: : 1. 1.整理精子细胞变形成精子的过程整理精子细胞变形成精子的过程. . 2. 2.注重精子各组成分别由精子细胞注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成的哪一部分形成? ?体内受精与早期胚胎的发育第阶段：精子细胞变形
5、成精子第阶段：精子细胞变形成精子体内受精与早期胚胎的发育 1.1.细胞核细胞核2.2.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) )精子细胞变形总结精子细胞变形总结第阶段：精子细胞变形成精子第阶段：精子细胞变形成精子体内受精与早期胚胎的发育4、精子的形态：、精子的形态：（1 1）外形似蝌蚪，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
6、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 无关无关体内受精与早期胚胎的发育精原细胞精原细胞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细胞精细胞精子精子MM第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段MM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体内受精与早期胚胎的发育 提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，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，
7、精子从射理保障机制；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，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，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。最后到达受精部位造成精子大量损耗。最后到达受精部位( (输卵输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。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？能说是一种浪费吗？怎样理解
8、这一现象？体内受精与早期胚胎的发育 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制提示：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，细胞中很多结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
9、和线粒体都保留下来，对构会消失，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？中在尾的基部？BackBack体内受精与早期胚胎的发育二、卵子的发生二、卵子的发生1 1、场所：、场所：卵巢卵巢3 3、过程、过程胚胎在性别分化以后胚胎在性别分化以后2 2、时期：、时期：体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育自主阅读：自主阅读：理清卵子的形成过程（借助减数分理清卵子的形成过程（借助减数分裂知识）裂知识）注意新的专业术语指向和理解注意新的专业术语指向和理解注重卵子形成与精子形成的差异注重卵子形成与精子形成的差异体内
10、受精与早期胚胎的发育胎儿期胎儿期透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞有丝分裂有丝分裂 初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞 第一极体第一极体第第二二极极体体时间：排时间：排卵卵前后前后M M 生长，透明带生成生长，透明带生成第一极体第一极体MM发生时间发生时间: :受精时受精时发生地点发生地点: :输输卵卵管管合子和两个极体合子和两个极体受精受精初情期后初情期后体内受精与早期胚胎的发育卵原细胞卵原细胞发生时间：胎儿期，发生时间：胎儿期，地点：地点：卵巢卵巢多个卵原细胞多个卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞在雌性动物排卵前后完成在雌性动物排卵前后完成次级卵母
11、细胞和第一极体次级卵母细胞和第一极体在受精过程中完成在受精过程中完成 地点：输卵管地点：输卵管合子和两个极体合子和两个极体有丝分裂有丝分裂地点：地点：卵巢卵巢体内受精与早期胚胎的发育在卵黄膜和透明带间隙有在卵黄膜和透明带间隙有两个极体两个极体是卵是卵子是否受精的重要标志子是否受精的重要标志思考：思考：1.1.卵子是否受精的重要标志是什么卵子是否受精的重要标志是什么？ 减数第二次分裂过程是在减数第二次分裂过程是在输卵管输卵管中中3.3.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？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊
12、，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。2.2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？体内受精与早期胚胎的发育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，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什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？么部位与精子受精？ 答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一减数第一
13、次分裂次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次，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。子是在输卵管内与精子受精的。 答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟的成熟的卵子。卵子。 答：是指卵子从答：是指卵子从卵泡卵泡中排出。中排出。讨论：讨论：体内受精与早期胚胎的发育项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生区别区别处所处所时间时间过程特点过程特点结果结果是否变形是否变形重要区别重要区别相同点相同点睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输
14、卵管初情期后初情期后胎儿时期、初情期后胎儿时期、初情期后连续的，需变连续的，需变形；细胞质均形；细胞质均等分配等分配MMMM是不连续的，是不连续的，不需变形；细胞质不不需变形；细胞质不均等分配均等分配4 4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3 3个极体个极体需要需要不需要不需要发生的时期和场所发生的时期和场所原始生殖细胞的增殖为有丝分裂原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂，成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半子细胞中染色体数目减半体内受精与早期胚胎的发育三、受精三、受精1、概念、概念:指指精子精子和和卵子卵子
15、结合形成合子结合形成合子 (即受精卵即受精卵)的过的过程。程。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两个极体时体时。3、场所、场所:输卵管输卵管体内受精与早期胚胎的发育一一) )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生殖道发生相应的生理变化后相应的生理变化后, ,才获得才获得受精能力受精能力的生理现的生理现象象. .2)2)卵子的准备卵子的准备: :在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二次分减数第二次分裂的中期裂的中期, ,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能
16、力3.3.过程：过程：4、过程、过程体内受精与早期胚胎的发育二）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
17、精卵)体内受精与早期胚胎的发育二二) )受精阶段受精阶段: :1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 顶体反应顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠放射冠内的卵内的卵丘细胞丘细胞 透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障3)3)原核形成：原核形成： 雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成4)4)配子结合：配子结合： 雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子( (受精卵受精卵) )体内
18、受精与早期胚胎的发育穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。穿放射冠。体内受精与早期胚胎的发育 几个精子同几个精子同时分解透明带，时分解透明带，但只有一个精子但只有一个精子能穿过透明带进能穿过透明带进入卵子内，当第入卵子内，当第一个精子进入后，一个精子进入后，透明带的穿透性透明带的穿透性就立即发生变化，就立即发生变化，从而阻止其他精从而阻止其他精子穿越透明带。子穿越透明带。穿过透明带：穿过透明带：体内受精与早期胚胎的发育5.5.意义意义维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染色体数目的恒染色体数目的恒定定 ；对于生
19、物的遗传和变异十分重要。；对于生物的遗传和变异十分重要。BackBack体内受精与早期胚胎的发育1、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_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_DNA数目数目_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四四. .胚胎发育胚胎发育体内受精与早期胚胎的发育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
20、不断增加，进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少但胚胎总体积并不增加，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，细胞数在3232个左个左右，排列紧密，形似桑椹右，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2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育充满活力的精子充满活力的精子体内
21、受精与早期胚胎的发育此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜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。则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。 卵子的外层被卵子的外层被一层透明的薄一层透明的薄膜保护着，这膜保护着，这使它看起来像使它看起来像一个悬浮在天一个悬浮在天体中的漂亮的体中的漂亮的星球。星球。体内受精与早期胚胎的发育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
22、子相遇体内受精与早期胚胎的发育精子试图进入卵子精子试图进入卵子 体内受精与早期胚胎的发育 此时此时, , 精子的头已经钻进去了精子的头已经钻进去了, , 我们还我们还可以看可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，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。 体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育桑桑 椹椹体内受精与早期胚胎的发育受受精精第第一一天天卵卵裂裂期期卵卵裂裂期期桑桑椹椹胚胚体内受精与早期胚胎的发育囊囊胚胚胚胚卵卵期期体内受精与早期胚胎的发育 受精后受精后8 8天。胚完成天。胚完成 着陆着陆,微
23、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。 体内受精与早期胚胎的发育 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140150140150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。 体内受精与早期胚胎的发育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 体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育 此时胎儿已长到此时胎儿已长到2020周，他移动手臂，把手指周，他移动手臂，把手指 放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映
24、 。体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育BackBack体内受精与早期胚胎的发育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？资料分析资料分析 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
25、在自然情况下，答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子宫，但为了细胞阶段进入子宫，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。用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。体内受精与早期胚胎的发育3.3.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。 提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺
26、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。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自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。赖于体内自然条件下的基础研究成果。体内受精与早期胚胎的发育体内受精与早期胚胎的发育以下说法对吗？以下说法对吗？ 1.精原细胞生成精子需经过三次分裂。精原细胞生成精子需经过三次分裂。2.初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子 细胞。细胞。3.曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。4.从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。瞬时巩固瞬时巩固:体内受精与早期胚胎的发育卵卵子子结构构图资料资料:体内受精与早期胚胎的发育
