選修三31體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育改版

1、專題3 胚胎工程,英國人W·希普于1890年在劍橋大學(xué)將純種安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利時兔的輸卵管內(nèi)。結(jié)果生出兩只純種的安哥拉子免。這是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技術(shù)由此創(chuàng)始。,比利時兔,安哥拉兔,胚胎工程,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。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

2、需求。,操作對象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：體外受精、胚胎移植、 胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培 養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動物受精和早期胚胎 發(fā)育的規(guī)律,3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,1、精子的發(fā)生(1)場所:精子的發(fā)生是在 內(nèi)的 中完成的。(2)時期:(雄性動物)從 到 。,一、精子和卵細(xì)胞的發(fā)生,哺乳動

3、物睪丸示意圖,睪丸,初情期,曲細(xì)精管,生殖機能衰退,初級精母細(xì)胞,精原細(xì)胞,(3)精子發(fā)生的過程,第一階段,第二階段,第三階段,,,,有絲分裂,,,MⅡ,精子細(xì)胞,次級精母細(xì)胞,,,,,MⅠ,,,,變形,精子,,,精子細(xì)胞,精子,,？,,,,,,,,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(xì)胞質(zhì)濃縮,E、精子的形成,,原生質(zhì)滴,,尾,,線粒體鞘,,頂體,①精子細(xì)胞

4、變形成精子的過程,發(fā)育為,演變?yōu)?形成,濃縮成,變?yōu)?精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘膜(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀),細(xì) 胞 核高爾基體中 心 體線 粒 體細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì),精子細(xì)胞變形中的主要變化,,,,,,,,,,,精子細(xì)胞,精子,1.理清精子細(xì)胞變形成精子的過程。 2.注重精子各組成分別由精子細(xì)胞　　　的哪一部分形成?,,②精子的形態(tài)：,外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,不同種動物精子的

5、形態(tài)____，大小略有____，與動物的體型大小____ 。,頭 頸 尾,相似,不同 無關(guān),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(jié)合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？提示：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(jìn)行篩選，

6、并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)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。,討論:（教材P62）,2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線

7、粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,討論:（教材P62）,充滿活力的精子,2、卵子的發(fā)生(1)場所:卵子的發(fā)生是在 內(nèi)中完成的。(2)時期:（動物胚胎）在 以后，即 。,動物細(xì)胞卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系圖,卵巢,性別分化,胎兒期,,一般不進(jìn)行MⅡ,有絲分裂,MⅠ,卵原細(xì)胞,（3）卵 子 發(fā)生過程,胎兒時期,,第一極體,,MⅡ,卵子,第二極體,退

8、化消失,受精,,,初級卵母細(xì)胞,,次級卵母細(xì)胞,,,合子,,,,,,,,,,,卵泡細(xì)胞,受精過程,排卵前后,,在 中，場所為 。,,輸卵管,,卵巢中有卵泡，每個卵泡中有一個初級卵母細(xì)胞。,卵子結(jié)構(gòu)圖,（卵黃膜）,卵子受精的標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？提示：正常情況下，一個卵泡只能形成

9、一個成熟的卵子。2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？提示：是指卵子從卵泡中排出。,討論:（教材P63）,3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？提示：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。,討論:（教材P63）,（1）.相似點：最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞

10、的數(shù)量；經(jīng)過減數(shù)分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子或卵子。,3.精子和卵子的發(fā)生異同,（2）.不同點：,兩次分裂連續(xù)，在睪丸曲細(xì)精管,兩次分裂不連續(xù)，在卵巢和輸卵管,初情期以后,胎兒時期,4個精子細(xì)胞,1個卵細(xì)胞2個極體,是,否,蝌蚪形,圓形,哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的；精子是從初情期開始的,1.以下說法不正確的是A.雄性動物從初情期開始產(chǎn)生精子B.1個精原細(xì)胞可以形成4個精子C.對多數(shù)家畜來說，精子在

11、睪丸內(nèi)形成的時間為兩個月左右D.動物體型大的產(chǎn)生的精子多且大2.一個卵泡可以形成的卵子數(shù)目是A.1個 B.2個 C.3個 D.4個,練習(xí)：,,,3.以下說法正確的是A.哺乳動物卵泡的形成是在初情期B.排卵是指排出成熟的卵泡C.排卵實際上是排出初級卵母細(xì)胞D.排卵實際上是排出次級卵母細(xì)胞4.下例不屬于精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是A.初級精母、卵母細(xì)胞的形成時間B.MⅠ和MⅡ的時間連續(xù)性C.成熟生殖

12、細(xì)胞是否發(fā)生變形D.成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量,,,二、受精,精子,受精卵,卵黃膜,透明帶,輸卵管,卵子,合子,準(zhǔn)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(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備 即卵子在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時，才具備受精能力。,（1）受精前準(zhǔn)備階段：,4、過程,（2）受精階段,①精子穿越放射冠和透明帶；,穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精

13、子，它們首先穿放射冠。,穿過透明帶： 幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護(hù)著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,精子觸及卵黃膜的瞬間，產(chǎn)生透明帶反應(yīng)，防止多精進(jìn)入卵的第一道屏障。,②進(jìn)入卵黃膜；,（2）受精階段,（2）受精階段,③雌雄原核形成和配子結(jié)合。,精子入卵后，發(fā)生了哪

14、些變化？,精子注入卵后,變化①,,變化②,,變化③,,產(chǎn)生卵黃膜封閉作用,形成第二道屏障,,尾部脫離核膜破裂,形成雄原核,,激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體,形成雌原核,,發(fā)育 移動 接觸 合并,形成受精卵,,,形成受精卵： 精子進(jìn)入卵子后，其細(xì)胞核變大到和卵子細(xì)胞核相似，精子細(xì)胞核（雄原核）和卵子細(xì)胞核（雌原核）同時向細(xì)胞中部靠攏，并相互融合成一個細(xì)胞核，這時稱受精卵。,受精過程小結(jié)：,,受精前的準(zhǔn)

15、備階段,受精階段,,受精過程,精子獲能,卵子的準(zhǔn)備,,放射冠,雌雄原核形成 和,透明帶,配子的結(jié)合,卵黃膜,,,1.什么叫頂體反應(yīng)？2.什么叫透明帶反應(yīng)？3.什么叫卵黃膜的封閉作用？4.防止多精入卵受精有哪些生理反應(yīng)？,根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個階段：受精卵 卵裂（包括2細(xì)胞期、4細(xì)胞期、8細(xì)胞、16細(xì)胞期、32細(xì)胞期） 桑椹胚 囊胚期 原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三胚層和原腸腔

16、） 幼體,,,1、胚胎發(fā)育的過程：,,,,,三、胚胎發(fā)育,2、卵裂,（1）、卵裂過程,細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____胚胎總體積______或略有____每個細(xì)胞體積_____DNA數(shù)目_____有機物總量_____有機物種類_____,減少,（2）、卵裂期的特點：,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,增加,3、桑椹胚,當(dāng)胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個左右時，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹，叫做桑椹胚。桑

17、椹胚中的每個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞。,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胎膜和胎盤，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)物質(zhì),內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),囊胚腔,4、囊胚,細(xì)胞開始分化,囊胚腔：,孵化：胚胎從透明帶中伸展出來的過程,5、原腸胚,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層 的細(xì)胞,外胚層,內(nèi)胚層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)下方的細(xì)胞,中胚層,原腸腔,內(nèi)胚層包圍的囊腔,,,,歸納：早期胚胎發(fā)育的

18、幾個階段,桑椹胚：細(xì)胞屬于 。囊胚：細(xì)胞開始 ； 將來發(fā)育成 ， 將來發(fā)育成胎膜、胎盤，出現(xiàn) 后，進(jìn)一步擴大會導(dǎo)致 。原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 形成 ， 細(xì)胞形成 ，出現(xiàn) 。,全能細(xì)胞,,分化,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),,各種組織,,滋養(yǎng)層,,囊胚腔,,孵化,,表皮的細(xì)胞,,外胚層,,下方的,,

19、內(nèi)胚層,,原腸腔,,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,胎兒形成,,,,,,：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)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(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂,胚胎發(fā)育小結(jié)：,,滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔,原腸胚3胚層的發(fā)育,外表神經(jīng)和感官；內(nèi)呼

20、消化胰與肝；其余都為中胚層,外胚層：表皮及其附屬結(jié)構(gòu)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官內(nèi)胚層：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺體中胚層：皮膚真皮、脊索、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官外膜、循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng),1. 表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？提示：馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？提示：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然

21、最早可在8~16細(xì)胞階段進(jìn)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(jìn)行移植。,資料分析:（教材P67）,3.為什么說關(guān)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基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)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(chǔ)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(rèn)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外

22、進(jìn)行有效的模擬，才使卵母細(xì)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(xì)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(chǔ)研究成果。,受精后8天。胚芽完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)胞。,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—

23、—卵裂——囊胚,原腸胚的形成,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(jìn)它對吮吸的反映 。,,功效：補益肝腎之陰，兼能涼血退熱，適用于肝腎陰虛之頭暈耳鳴、目暗昏花、關(guān)節(jié)不利、失眠、須發(fā)早白等癥。,桑椹,精、卵相遇,,頂體反應(yīng),,頂體酶釋放,,溶解卵丘細(xì)胞之間物質(zhì),,穿越放射冠,接觸透明帶,,,頂體酶