31《体内受精和早期胚胎发育》公开课课件.ppt

1、 英国人英国人W W希普于希普于18901890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个的两个4 4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出两只纯种的安哥拉子免。这时兔的输卵管内。结果生出两只纯种的安哥拉子免。这是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。比利时兔比利时兔安哥拉兔安哥拉兔胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎工程指对动物早期胚胎胚胎或或配子配子所进行所进行的多种显微操作和处理技术，如的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体胚胎移植、体外受精、胚胎

2、分割、胚胎干细胞培养外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动移植到雌性动物体内物体内生产后代，以满足人类的各种需求。生产后代，以满足人类的各种需求。操作对象操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段技术手段：胚胎移植、体外受精、：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎：哺乳动物受精和早期胚胎 发育的规律发育的规律1 1、精子的发生、精子的发生(1)(1)场所场所:精子的发生是在精子的发生是在 内的内的 中完中完成的。成的。(2)(2)时期时期

3、:(:(雄性动物雄性动物)从从 到到 。一、精子和卵细胞的发生一、精子和卵细胞的发生哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 睾丸睾丸初情期初情期曲细精管曲细精管生殖机能衰退生殖机能衰退染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞多个精原细胞多个精原细胞精精子子发发生生的的过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有丝分裂有丝分裂M精子细胞精子细胞次级精母细胞次级精母细胞M变形变形精子精子精子细胞精子细胞精子精子线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体的发生、顶体的发生发育中的顶体发育中的顶体发育中的尾发育中的尾（中心体）（中心体）B B、尾的的发育、尾的的发育C C

4、、精子头的出现、精子头的出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子的形成、精子的形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体精子细胞变形成精子精子细胞变形成精子发育为发育为演变为演变为形成形成浓缩成浓缩成变为变为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)细细 胞胞 核核高尔基体高尔基体中中 心心 体体线线 粒粒 体体细胞内其他物质细胞内其他物质精子细胞变形中的主要变化精子细胞变形中的主要变化精子细胞精子细胞精子精子 1.1.理清精子细胞变形成精子的过程。理清精子细胞变形成精子的过程。2.2.注

5、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?精子的形态：精子的形态：（1）外形似蝌蚪，）外形似蝌蚪，分分_、_、_、三、三大部分。大部分。（2）不同种动物）不同种动物精子的形态精子的形态_，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1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有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一个精子能够与卵子结合够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？提示：提示：不是。不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说

6、是其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为动物为繁殖后代、延续物种繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，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，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对将对精子进行筛选精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或，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）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，的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个与卵子完成受精的只有一个。讨论讨论:（教材（教材P62P62）2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会

7、消失，而细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？中的线粒体集中在尾的基部？提示：提示：细胞核细胞核是精子是精子遗传物质储存和复制遗传物质储存和复制的场所，也的场所，也是参与精、卵结合和后代是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的遗传特性与细胞代谢活动的控制中心控制中心。而线粒体则是。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场有氧呼吸产生运动能量的场所所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是是精子维

8、持生存和运动能量的精子维持生存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动发动机机”。讨论讨论:（教材（教材P62P62）2 2、卵子的发生、卵子的发生(1)(1)场所场所:卵子的发生是卵子的发生是在在 内中完成的。内中完成的。(2)(2)时期时期:（动物胚胎）（动物胚胎）在在 以后，即以后，即 。由卵原细胞。由卵原细胞通过不断通过不断 增增加其数量，并进一步演加其数量，并进一步演变成变成 。动物细胞卵巢、卵泡和卵动物细胞卵巢、卵泡和卵子的关系图子的关系图卵巢卵巢性别分化性别分化胎儿期胎儿期有丝分裂有丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞不同发育阶段的卵泡不同发育阶段的卵泡排卵排卵黄体黄体退化退化黄体黄

9、体卵泡细胞卵泡细胞第一极体第一极体卵丘细胞卵丘细胞核核透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞初级卵母细胞。在在 完成完成在在 完成完成被被 包围，包围，形成卵泡形成卵泡一般不进行一般不进行MM有丝分裂有丝分裂染色体复制染色体复制MM卵原细胞卵原细胞卵卵子子发发生生过过程程多个卵原细胞多个卵原细胞胎儿时期胎儿时期第一极体第一极体MM卵子卵子第二极体第二极体退化消失退化消失受精受精初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞合子合子卵泡细胞卵泡细胞受精过程受精过程排卵前后排卵前后卵子受精的标志：卵子受精的标志：当在当在卵黄膜和透明带卵黄

10、膜和透明带的间隙可以的间隙可以观察到观察到两个极体两个极体时，说明卵子已经完时，说明卵子已经完成了受精。成了受精。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？提示：正常情况下，提示：正常情况下，一个卵泡一个卵泡只能形成只能形成一个一个成熟成熟的卵子。的卵子。2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？巢中排出？提示：是指提示：是指卵子从卵泡中卵子从卵泡中排出。排出。讨论讨论:（教材（教材P63P63）3 3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么什么部位部位与精子受精？与精子

11、受精？提示：刚排出的卵子提示：刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟，仅完成第一，仅完成第一次减数分裂，需要在次减数分裂，需要在输卵管输卵管内进一步成熟，直到内进一步成熟，直到减数减数第二次分裂的中期第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在过程。排出的卵子是在输卵管输卵管内与精子受精的。内与精子受精的。讨论讨论:（教材（教材P63P63）1.1.相似点：相似点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增，不断增加生殖原细胞的数量；经过加生殖原细胞的数量；经过减数分裂减数分裂（MM和和MM）才能形成精子或卵子。）才能形成精子或卵子。精子和卵子的发生

12、异同精子和卵子的发生异同2.2.不同点：不同点：发生时间发生时间场所场所子细胞子细胞 数目数目变形变形形状形状精精子子卵卵子子重要重要区别区别睾丸曲睾丸曲细精管细精管卵巢卵巢输卵管输卵管初情期初情期以后以后性别分性别分化以后化以后4个个精子细胞精子细胞1个卵细胞个卵细胞2个极体个极体是是否否蝌蚪形蝌蚪形圆形圆形哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；精子是从初情期开始的在出生前完成的；精子是从初情期开始的1.1.以下说法不正确的是（以下说法不正确的是（）A.A.雄性动物从初情期开始产生精子雄性动物从初情期开始产生精子B.1B.1个精原细胞可以形成

13、个精原细胞可以形成4 4个精子个精子C.C.对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右两个月左右D.D.动物体型大的产生的精子多且大动物体型大的产生的精子多且大2.2.一个卵泡可以形成的卵子数目是（一个卵泡可以形成的卵子数目是（)A.1A.1个个 B.2B.2个个 C.3C.3个个 D.4D.4个个练习：练习：3.1第二课时v v 受精与胚胎发育充满活力的精子充满活力的精子卵子卵子的外层被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。受精后受精后8 8天

14、。胚芽完成天。胚芽完成 着陆着陆,微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。受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟心跳每分钟140150140150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映边，这可以促进它对吮吸的反映。胎儿胎儿38周，母体即将生产，这时胎儿的体积显著周，母体即将生产，这时胎儿的体积显著增大，不得不蜷缩成一团。增大，不得不蜷缩成一团。新生儿新生儿1 1、概念、概

15、念:指指 和和 结合形成结合形成(即即 )的过程。的过程。2 2、标志、标志:在在 和和 的间隙可以的间隙可以观察到两个极体时。观察到两个极体时。3 3、场所、场所:受精是在受精是在 内完成的。内完成的。二、受精精子精子受精卵受精卵卵黄膜卵黄膜透明带透明带输卵管输卵管卵子卵子合子合子精子穿越精子穿越 和和4 4、过程、过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段受受精精过过程程精子获能精子获能准备阶段准备阶段1：卵子的准备卵子的准备准备阶段准备阶段2：放射冠放射冠雌雄原核形成雌雄原核形成透明带透明带受精卵的形成受精卵的形成精子进入精子进入卵黄膜卵黄膜：精子获能精子获能 即精子必须在雌性

16、动物生殖道内发生相应即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化生理变化后，才能后，才能获得受精能力获得受精能力的现象。的现象。准备阶段准备阶段2 2：卵子的准备卵子的准备 即卵子在即卵子在输卵管输卵管内达到内达到减数第二分裂中期减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。）时，才具备受精能力。受精前准备阶段：受精前准备阶段：1.1.什么叫顶体反应？什么叫顶体反应？2.2.什么叫透明带反应？什么叫透明带反应？3.3.什么叫卵黄膜的封闭作用？什么叫卵黄膜的封闭作用？4.4.防止多精入卵受精有哪些生理反应？防止多精入卵受精有哪些生理反应？次次级级卵卵母母细细胞胞结结构构图图穿过放射冠：在卵子外围集聚

17、有几十个精子，它穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。穿过透明带穿过透明带：几个精子几个精子同同时时分解透明带，分解透明带，但只有但只有一个一个精子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。形成受精卵形成受精卵：精子进入精子进入卵子后，其卵子后，其细细胞核变大到胞核变大到和和卵子细胞核相卵子细胞核相似，精子细胞似，精子细胞核（核（雄原核雄原核）和卵子细胞核和卵子细胞核（雌原核雌原核）同）同时向细胞

18、中部时向细胞中部靠拢，并相互靠拢，并相互融合成一个细融合成一个细胞核，这时称胞核，这时称受精卵。受精卵。精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放溶解卵丘细溶解卵丘细胞之间物质胞之间物质穿越放射冠穿越放射冠接触透明带接触透明带顶体酶溶解顶体酶溶解透明带透明带穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带产生透明带反应反应形成第一道形成第一道屏障屏障精子被微绒精子被微绒毛抱合毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子注入卵精子注入卵精精子子注注入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道形成第二道屏障屏障尾部脱离核尾部脱离核膜破裂膜

19、破裂形成雄形成雄原核原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体形成雌形成雌原核原核发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积_或略或略有有_每个细胞体积每个细胞体积_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_减少减少1 1、卵裂期的特点：、卵裂期的特点：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三、胚胎发育三、胚胎发育增加增加根据胚胎形态的变化，分几个阶段：根据胚胎形态的变化，分几个阶段：受精卵受精卵 卵裂卵裂（包括（包括2细胞期、细

20、胞期、4细胞期、细胞期、8细细胞、胞、16细胞期、细胞期、32细胞期）细胞期）桑椹胚桑椹胚 囊胚期囊胚期 原肠胚期原肠胚期（包括内、中、外三胚层（包括内、中、外三胚层和原肠腔）和原肠腔）幼体幼体2 2、胚胎发育的过程、胚胎发育的过程：卵裂卵裂囊胚期囊胚期滋养层滋养层：发育成胎膜和胎盘，胚胎可通过这些组织：发育成胎膜和胎盘，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：即胚胎干细胞内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成完整的胞，具有全能性，能发育成完整的胚胎胚胎滋养层滋养层内细胞团内

21、细胞团囊胚腔囊胚腔囊胚的形成囊胚的形成受精卵受精卵第一次卵裂第一次卵裂第二次卵裂第二次卵裂第三次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层中胚层中胚层原肠胚原肠胚胚的发育：按照一定的按照一定的次序向内运动次序向内运动受精卵受精卵卵裂卵裂囊胚囊胚原肠胚的形成原肠胚的形成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，细胞数量不断进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。增加，但胚胎总体积

22、并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿内细胞团：发育成胎儿各组织各组织滋养层细胞：发育成滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘胎膜和胎盘：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胚胎发育过程归纳胚胎发育过程归纳滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚3 3胚层的发育胚层的发育外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层外胚层：外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官表皮及其附属结构、

23、神经系统、感觉器官内胚层：内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体中胚层：中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统统、排泄系统、生殖系统题题1 我国首例我国首例“虎狮兽虎狮兽”2002年在南京红山动年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精体外受精”完成这一过程需要解决的问题完成这一过程需要解决的问题A.精子在体外用获能物质处理精子在体外用获能物质处理B.用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入C

24、.抽取精子、卵子的核进行融合抽取精子、卵子的核进行融合D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵精子入卵后进行人工处理防止多精入卵A题题2 下列正确的是：下列正确的是：A.卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化B.原肠胚细胞属于全能细胞原肠胚细胞属于全能细胞C.囊胚腔先于原肠腔出现囊胚腔先于原肠腔出现D.桑椹胚开始进行孵化桑椹胚开始进行孵化C1.1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？高？提示：提示：马马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为为小鼠小鼠。2.2.将体外培养的马胚胎移植到母马

25、子宫时，应选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？择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？提示：马应选择提示：马应选择囊胚阶段囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在下，胚胎虽然最早可在816816细胞细胞阶段进入子宫，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践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎囊胚阶段的胚胎进行移植。进行移植。资料分析资料分析:（教材（教材P67P67）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

26、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提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自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然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然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，在体外进行规律的基础上，在体外进行有效的模拟有效的模拟，才使卵母，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能细胞能在体外成熟；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，这些都有赖精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于于体内自然条件下的基础研究成果体内自然条件下的基础研究成果。