體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育

1、有一對夫婦，妻子因病切除了子宮，但他們一直想有一個親生的（攜帶他們的遺傳信息）的孩子，你能從理論上想個辦法幫他們完成這個愿望嗎？,1978年7月26日，世界上第一個試管嬰兒路易斯在英國出生，至今，全世界已有約三百多萬個試管嬰兒出生！,試管嬰兒,路易斯現(xiàn)已成為母親,轉(zhuǎn)基因試管牛,我國首例轉(zhuǎn)基因試管?！疤咸稀庇?999年2月19日在上海誕生,1988年3月10日我國首例試管嬰兒,,？,試管嬰兒是不是在試管中長出一個胎兒呢？,專題3 胚胎工

2、程,胚胎工程,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。,早期胚胎和配子胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律.,操作對象：,技術手段：,理論基礎：,實例1：,1.下列不屬于胚胎工程技術的是（ ）A.體外受精

3、B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,一、精子的發(fā)生,二、卵子的發(fā)生,三、受精,四、胚胎發(fā)育,3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,一.精子和卵子的發(fā)生,1、精子發(fā)生的場所?,3、精子發(fā)生的過程分幾個階段？這幾個階段連續(xù)嗎？,,,,,,思考,2、精子發(fā)生的時間？,（一）精子的發(fā)生,,一、精子和卵細胞的發(fā)生,（3）過程：,（一）精子的發(fā)生,(1)場所:(2)時期:,____中的________,,,初情期,

4、生殖機能衰退,分三個階段,不等于衰老,睪丸,曲細精管,______ ___________,思考2,1、精子的發(fā)生第一階段的變化？,2、精子的發(fā)生第二階段的變化？,3、精子的發(fā)生第三階段的變化？如何變形？,第１階段—初級精母細胞的形成,精原細胞,多個初級精母細胞,,有絲分裂,多個精原細胞,,染色體復制,________ __________ _________,第２階段： 精子細胞的生成,初級精母細胞,次級精母細

5、胞,精子細胞,,MⅠ,,MⅡ,,減數(shù)分裂,____________ _____________ ________,精子細胞,精子,第３階段：精子細胞變形成精子,閱讀精子細胞變形成精子的具體過程，討論：精子各組成分別由精子細胞的哪一部分形成?,精子結構圖,,,,,,,線粒體,高爾基體,A、頂體的發(fā)生,,發(fā)育中的頂體,,發(fā)育中的尾 (中心體),B、尾的的發(fā)育,C、精子頭的出現(xiàn),D、細胞質(zhì)濃縮,E、精子的形成,,原生質(zhì)滴,,尾

6、,,線粒體鞘,,頂體,變形過程,,,,,,1.細胞核2.高爾基體3.中心體4.線粒體5.細胞內(nèi)其他物質(zhì),,精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘(尾的基部),原生質(zhì)滴 (球狀,最后脫落),精子細胞變形總結,,,,,,,精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動物的體形大小____。,頭 頸 尾,相似,不同,無關,,,精原細胞,,有絲分

7、裂,初級精母細胞,,次級精母細胞,精子細胞,,,精子,MⅠ,,第一階段,,第二階段,,第三階段,MⅡ,精子發(fā)生的過程,多個精原細胞,染色體復制,變形,,,1個,4個,4個,2個,,初級精母細胞的形成,精子細胞的生成,精子細胞變形成精子,不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，

8、造成精子大量損耗。最后到達受精部位(輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。,1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？,問題討論:,細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。,2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？,線粒體是精子維持生存和運

9、動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,(二)、卵子的形成過程,思考1,1、卵子的發(fā)生及成熟的場所？,2、卵子發(fā)生的時間？是連續(xù)的嗎？,二、卵子的發(fā)生,(1)發(fā)生部位：卵巢(2)發(fā)生時間： 減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成； 減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結合的過程完成的。,卵原細胞形成成熟卵細胞的過程稱為卵子發(fā)生。,,,,,,,,,,,,卵原細胞,聯(lián)會,四分體,,初級卵母細胞,第一極體,,,第二極體,卵細胞,,次級卵母細胞,

10、,,卵泡的發(fā)育,,,卵子結構圖,資料:,,,,,,胎兒期,卵原細胞,初級卵母細胞,,有絲分裂,染色體復制,,場所：卵 巢,,被卵泡細胞包圍，形成卵泡,,,,初情期后,初級卵母細胞生長透明帶形成,初級卵母細胞,,,,,,,排卵,指卵子從卵泡中排出，進入輸卵管,排出的卵是___________,初級卵母細胞,排出的卵是___________,次級卵母細胞,受精的標志,2個,時間：排卵前后,,時間：在精子和卵子結合的過

11、程中完成,卵原細胞,,發(fā)生時間：胎兒期，地點：卵巢,多個卵原細胞,,初級卵母細胞,ＭⅠ在雌性動物排卵前后完成,,次級卵母細胞和第一極體,,ＭⅡ在受精過程中完成 地點：輸卵管,合子和兩個極體,有絲分裂,,在卵黃膜和透明帶間隙有兩個極體,思考：1.卵子是否受精的重要標志是什么？,減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中。,3.排出的卵子是什么時期的細胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母

12、細胞，例如馬、犬。,2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？,看看誰最快！,減數(shù)第一次分裂在什么時間完成？,減數(shù)第二次分裂在什么時間完成？,排卵發(fā)生在什么時間？,排卵前后,受精過程中,,M Ⅰ前后,在什么場所完成？,卵巢或輸卵管,在什么場所完成？,輸卵管,受精發(fā)生在什么場所？,輸卵管,,思考：,1.一個卵泡中能形成幾個卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在什么部位成熟？,正

13、常情況下，一個卵泡只能形成一個卵子。,是指卵子從卵泡中排出。,討論2,精子和卵子的發(fā)生有何異同?,討論3,,,,,,,,,,,項目,區(qū)別,相同點,場所,時間,過程特點,,結果,,精子發(fā)生,卵子發(fā)生,睪丸曲細精管,卵巢 輸卵管,初情期,性別分化后開始，卵泡形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的，減Ⅱ是在精子和卵子的結合過程中完成的,①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的，需變形②細胞質(zhì)均等分配,①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次

14、分裂是不連續(xù)的，不需變形②細胞不質(zhì)均等分配,形成4個精子細胞,形成1個卵子和3個極體,①原始生殖細胞的增殖為有絲分裂②生殖細胞的成熟為減數(shù)分裂③成熟過程中均經(jīng)一次染色體復制和兩減數(shù)分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半,3、卵子的成熟部位和受精部位正確的是 （ ） A、卵巢 卵巢 B、卵巢 輸卵管 C、 輸卵管 輸卵管

15、 D、輸卵管 子宮4、下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是 （ ） A、初級精母、卵母細胞形成時間 B、MⅠ分裂和MⅡ分裂的時間連續(xù)性 C、成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形 D、成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量,C,D,4、下圖表示卵子發(fā)生過程，請據(jù)圖回答有關問題。,,（1）圖中A是 ，B是

16、 ，E是指 作用， 階段C指 ，階段D是指 （2）當觀察到第二極體時，可以表明 （3）能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是 （填序號）（4）①階段存在的變異方式是,,,,,,,,,第一極體,合子,受精,胎兒期,初情期,卵子己完成了受精,①④,基因突變、

17、染色體變異,D,三、受精,1、概念:,3、標志:,2、場所:,1、概念:指精子和卵子結合形成合子 (即受精卵)的過程。,3、標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。,2、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。,三、受精,4、過程,,受精前的準備階段,受精階段,,準備階段1：精子獲能,準備階段2：卵子的準備,（一）受精前的準備階段:,準備階段1——精子獲能,1、精子獲能是什么樣的生理現(xiàn)象？2、發(fā)現(xiàn)精子獲能現(xiàn)象的科學家是誰？,準

18、備階段2——卵子的準備,1、剛排出的卵子是初級卵母細胞還是次級卵母細胞？2、剛排出卵子具備受精能力嗎？什么時期的細胞才能受精？,準備階段1：精子獲能,即精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。,準備階段2：卵子的準備,即卵子在輸卵管內(nèi)達到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時，才具備受精能力。,受精階段包括哪些過程？,1)精子穿越放射冠,3)精子進入卵黃膜,4)原核形成,5)配子結合,2)精子穿越透明帶,,,,,卵子

19、結構圖,資料:,,,1)精子穿越放射冠,在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先需穿越放射冠。,1、放射冠是什么？2、精子穿越放射冠時發(fā)生什么反應？是如何進行的？,受精階段:1.精子穿越放射冠和透明帶 （1）頂體反應：頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞群。,（2）穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。,,2)精子穿越透明帶,1、精子穿越透明帶時形成孔道時需要什么酶？2、精子穿越透明帶后并接觸卵黃膜時

20、發(fā)生什么反應？,精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。,3)精子進入卵黃膜,1、精子是如何進入卵黃膜的？2、精子入卵后卵黃膜會發(fā)生什么反應？3、精子入卵后，精子有什么變化？,3.精子進入卵黃膜,卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障,卵黃膜上的微絨毛抱住精子,細胞核,5)配子結合,配子結合是指什么過程？,,★原核形成： 雄原核和雌原核形成.,★配子結合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵),受精完成標志,在

21、受精作用過程中，為了防止多精入卵，共筑起幾道屏障？分別是什么？,受精過程小結,,,接觸透明帶,精子接觸卵黃膜,精、卵相遇,頂體酶釋放,,溶解放射冠,,,精子穿越透明帶,,,,形成第一道屏障,,,精子被微絨毛抱合,精子外膜與卵黃膜融合,,,,頂體反應,,精子穿越放射冠,,頂體酶溶解透明帶,,產(chǎn)生透明帶反應,,,精子進入卵,變化1,,,變化2,,尾部脫離核膜破裂,變化3,,激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體,融合形成受精卵,形成第二

22、道屏障,產(chǎn)生卵黃膜封閉作用,,,,,,,,形成雄原核,形成雌原核,精子進入卵后,,受精的意義：,維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。,根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段：,受精卵,囊胚期,原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三,幼體,,,,卵裂（包括2細胞期、4細胞期、,8細胞、16細胞期、32細胞期）,,胚層和原腸腔）,四、胚胎發(fā)育,1、卵裂期的特點：,1、卵裂期的特點：,細胞分裂方式為

23、_______細胞數(shù)目____每個細胞體積_____胚胎總體積_____或略有___DNA數(shù)目_____有機物總量_____有機物種類_____,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減少,增加,四.胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,,,,：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，胚胎總體積并不增加，或略有減少，DNA增多，有機物減少。,：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,：最初發(fā)育在輸卵管

24、進行有絲分裂,2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段,桑 椹,桑椹胚,囊胚:,1、囊胚由哪幾部分組成？什么叫孵化？,原腸胚:,2、外胚層和內(nèi)胚層分別來源什么細胞？,3、原腸腔和囊胚腔有什么不同？,4、胚胎發(fā)育過程中細胞從什么時期開始分化？,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,,內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段,,囊胚期,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結構或胚外結構，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)

25、物質(zhì),內(nèi)細胞團細胞：即胚胎干細胞，是一種未分化的細胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細胞團,囊胚腔,囊胚的形成,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層,2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,囊胚,囊胚,原腸胚,———————內(nèi)胚層——中胚層——原腸胚,胚的發(fā)育：,按照一定的次序向內(nèi)運動,受精卵——卵裂——囊胚,原腸胚的形成,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,原腸胚

26、（內(nèi)含原腸腔）,胎兒形成,,,,,,：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,,內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔,早期胚胎發(fā)育的幾個階段小結,充滿活力的精子,此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，

27、精子們把頭 鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子 則隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,,精子試圖進入卵子 瞬間,此時, 精子的頭已經(jīng)鉆進去了, 我們還可以看 到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭， 在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。

28、,精子試圖進入卵子 瞬間,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚︱胚卵期,囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結束,受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,孕四周,受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片,此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。,神奇的生命現(xiàn)象,,新生兒,

29、1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論

30、基礎？請結合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎研究成果。,鞏固練習,1．精子與卵

31、子結合過程中穿越的兩道屏障是（　　）①頂體反應 ②透明帶反應 ③卵黃膜封閉作用 ④精子穿越放射冠 A． ① ② B．② ③ C． ③ ④ D． ②④,B,2．在受精過程中 （　?。倬颖仨毎l(fā)生頂體反應，釋放頂體酶 ②頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細胞膜 ③卵細胞恢復并很快完成了第一次成熟分裂 ④精子和卵細胞的細胞核分別形成雄原核和雌原核 ⑤

32、 透明帶反應防止了多精入卵和多精受精的發(fā)生 A．①②⑤　B．①④⑤　　 C．②③④　D．②④⑤,B,在動物胚胎發(fā)育過程中，早期原腸胚的細胞從一個部位移植到另一部位時，被移植的細胞能適應新的部位并參與那里的器官形成，但如果在原腸胚的末期，把未來發(fā)育為蠑螈后肢的部分移植到另一蠑螈胚胎不長后肢的部分，將發(fā)育為一條額外的腿，這說明（ ）A.原腸胚末期已出現(xiàn)了組織分化和器官的形成 B.細胞是全能的

33、 C.原腸胚末期出現(xiàn)了細胞分化 D.原腸胚已出現(xiàn)了三個胚層,C,當卵細胞達到（ ）時期時，才具備與精子受精的能力A.減數(shù)第二次分裂后期 B.減數(shù)第一次分裂末期C.減數(shù)第二次分裂中期 D. 減數(shù)第二次分裂結束成熟,C,關于桑椹胚和囊胚的比較,以下說法正確的是( )(多選)A. 囊胚期細胞分化是由于遺傳物質(zhì)突變引起的B.囊胚期的細胞出現(xiàn)了細胞分化,但遺傳

34、物質(zhì)未發(fā)生改變C. 桑椹胚的各細胞結構功能基本相同D.囊胚期內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞差異不是復制水平上的差異，而是轉(zhuǎn)錄水平上的差異引起的。,BCD,下列有關哺乳動物的胚胎發(fā)育早期的卵裂期過程的敘述中，錯誤的是（ ）A. 細胞數(shù)目不斷增多 B. 細胞的分裂方式是有絲分裂C. 胚胎中DNA的總量增加D. 每個細胞的DNA含量不斷增加，細胞全能性變小,D,下列能正確表示高等動物胚胎發(fā)育順序的是

35、 （　?。〢.受精卵→卵裂→原腸胚→囊胚→組織器官的分化B.卵→卵裂→原腸胚→組織器官分化C.受精卵→桑椹胚→原腸胚→幼體D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官的分化,D,桑椹胚是指（　?。〢． 含有一個充滿液體的腔　　　　 B．總體積大于受精卵 C．受精卵不斷分裂后形成　　　　　D．外面無透明帶,C,（09海南卷）26（選修3：現(xiàn)代生物科技專題）請回答下列與哺乳動物精子和卵

36、子發(fā)生有關的問題：（1）精細胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的 能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。（2）某動物排卵時，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時卵子處于 卵母細胞階段，當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂 期時，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明 過程已完成。,頂體酶,初級,中,受精,研究表明，大多數(shù)動物如蛙

37、的受精卵在卵裂期隨著卵裂的進行胚胎的體積并不增大，但胚胎細胞核的總質(zhì)量與細胞質(zhì)的總質(zhì)量（核/質(zhì)）比值卻發(fā)生變化。下列符合卵裂期核質(zhì)質(zhì)量比值變化趨勢的示意圖是( ),,B,A,C,D,A,獲能后的精子和卵子受精時,將會發(fā)生（多選）（ ）A、尾部脫落 B、頂體反應 C、卵黃膜封閉 D、透明帶反應,精子入卵后，發(fā)生的變化是（多選）（ ） A、

38、精子完成第二次減數(shù)分裂，形成雄原核 B、精子發(fā)生頂體反應 C、激發(fā)透明帶反應 D、卵子完成第二次減數(shù)分裂，形成雌原核,ABCD,CD,下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是（ ）A、初級精母、卵母細胞形成時間B、 MⅠ和MⅡ的時間連續(xù)性C、成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形D、成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量,下列屬于精子和卵子的發(fā)生上的區(qū)別是（ ）A細胞的分裂方式 B 染色體數(shù)量C遺傳物質(zhì)