3.1-体内受精和早期胚胎发育

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1、 有 一 对 夫 妇 ， 妻 子 因 病 切 除 了 子 宫 ， 但 他 们 一直 想 有 一 个 亲 生 的 （ 携 带 他 们 的 遗 传 信 息 ）的 孩 子 ， 你 能 从 理 论 上 想 个 办 法 帮 他 们 完 成这 个 愿 望 吗 ？试 管 婴 儿 ！ ！ ！ 试 管 婴 儿是 不 是 在试 管 中 长出 一 个 胎儿 呢 ？ 胚 胎 工 程 的 概 念 胚 胎 工 程 指 对 动 物 或 所 进 行 的 多 种显 微 操 作 和 处 理 技 术 ， 如 体 外 受 精 、 胚 胎 移 植 、 胚 胎分 割 、 胚 胎 干 细 胞 培 养 等 技 术 。 经 过 处 理 后 获

2、 得的 ， 还 需 要 移 植 到 动 物 体 内 生 产 后 代 ，以 满 足 人 类 的 各 种 需 求 。早 期 胚 胎 配 子雌 性胚 胎 早 期 胚 胎 和 配 子胚 胎 移 植 、 体 外 受 精 、 胚 胎 分 割 、 胚胎 干 细 胞 培 养 等哺 乳 动 物 的 受 精 和 早 期 胚 胎 的 发 育 规 律1.操 作 对 象 ：2.技术手段：3.理论基础： 胚 胎 工 程 的 建 立一 .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 缺 少 的 基础 环 节 。二 .胚 胎 移 植 技 术 的 成 功 和 应 用 带 动

3、 和 加 速 了 体 外受 精 技 术 的 研 究 。三 .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 培 养 等技 术 应 运 而 生 。 知 识 网 络 构 建 :胚 胎 工 程 胚 胎 工 程 的 应 用 胚 胎 移 植 基 本 程 序移 植 的 生 理 学 基 础体 外 受 精 和 早 期胚 胎 培 养 试 管 动 物 技 术体 外 受 精早 期 胚 胎 培 养体 内 受 精 和 早 期胚 胎 发 育 精 子 的 发 生卵 子 的 发 生受 精早 期 胚 胎 发 育胚 胎 干 细 胞胚

4、胎分割 3.1 体 内 受 精 和 早 期 胚 胎 发 育（一）精子的发生（二）卵子的发生（四）胚胎发育（三）受精 一 、 精 子 的 发 生(3)过 程 ：(1)场 所 :(2)时 期 : 睾 丸初 情 期 生 殖 机 能 的 衰 退分 三 个 阶 段定义: 精原细胞经过一系列的分裂、增殖形成精子的过程 4、精子的形成过程（三大阶段） 精 原 细 胞 多 个 初 级精 母 细 胞 有 丝 分 裂 多 个 精 原细 胞 染 色 体复 制第 2 阶 段 精 子 细 胞 的 生 成第 阶 段 初 级 精 母 细 胞 的 形 成初 级 精 母 细 胞 次 级 精 母 细 胞 精 子 细 胞M M减

5、数 分 裂 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 精 子 细 胞 变 形 中 的 变 化1.细 胞 核 2.高 尔 基 体 3.中 心 体 4.线 粒 体 5.细 胞 内 其 他 物 质 精 子 头 部 的 主 要 部 分头 部 的 顶 体精 子 的 尾线 粒 体 鞘 (尾 的 基 部 )原 生 质 滴(球 状 ,最 后 脱 落 ) 精 子 的 形 态 ：（ 1） 外 形 似 蝌 蚪 ，分_

6、、 _、 _、 三 大 部分 。（ 2） 不 同 种 动 物 精 子 的 形 态 _， 大 小 略有 _， 与 动 物 的 体 形 大 小 _ _。头 颈 尾 相 似不 同 无 关 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 段第 三 阶 段 M精子发生的过程 多 个 精 原 细 胞染 色 体 复 制变 形 思考与讨论：1.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 说 是 一 种 浪 费 吗 ?怎 样理 解 这 一 现 象

7、 ?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 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 ， 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 ， 与 卵 子 完 成 受精 的 只 有 一 个 。 2.精 子 细 胞 变 成 精 子 的 过 程 中 ,

8、细 胞 中 很 多 结 构 会消 失 ,而 细 胞 核 却 保 留 了 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 ? 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 的 控 制 中 心 。 线 粒 体 则 是 精 子 进 行 有 氧 呼 吸 分 解 营 养 物质 产 生 运 动 能 量 的 场 所 。 精 子 的 线 粒 体 集 中 在 精 子 的 尾 部 ， 是 精 子维 持 生 存 和 运 动 能 量 的

9、 “ 动 力 工 厂 ” 或“ 发 动 机 ” 。 二 、 卵 子 的 发 生定 义 ： 卵 原 细 胞 经 过 一 系 列 的 分 裂 、增 殖 发 育 成 卵 子 的 过 程性 别 分 化 以 后 初 情 期 生 殖机 能 退 化1、场所：主要是卵巢 卵子的发生胎儿期初情期后 卵 原 细 胞 有 丝 分 裂 数 目 增 多2 N初 级 卵 母 细 胞 初 级 卵 母 细 胞 生长 透 明 带 形 成初 级 卵 母 细 胞 2 N 透 明 带卵 黄 膜M 分 裂次 级 卵 母 细 胞+ 第 一 极 体 N 排 卵 减 数 第 一 次 分 裂 是 在雌 性 动 物 排 卵前 、 后 完 成 的

10、 说 明 ： 马 排 出 的 是 初级 卵 母 细 胞 ； 绵 羊 、牛 、 猪 排 出 的 是 次 级卵 母 细 胞 和 第 一 极 体 。 卵子的发生胎儿期初情期后 卵 原 细 胞 有 丝 分 裂 数 目 增 多2 N初 级 卵 母 细 胞 初 级 卵 母 细 胞 生长 透 明 带 形 成初 级 卵 母 细 胞 2 N 透 明 带卵 黄 膜M 分 裂次 级 卵 母 细 胞+ 第 一 极 体 N 排 卵M 分 裂 减 数 第 一 次 分 裂 是 在雌 性 动 物 排 卵前 、 后 完 成 的受 精 减 数 第 二 次 分 裂是 在 精 子 和 卵 细胞 结 合 的 过 程 中完 成2 N 合

11、 子 +两 个 极 体 当 在 卵 黄 膜 和 透 明 带 的 间 隙 可以 观 察 到 两 个 极 体 时 ， 说 明 卵子 已 经 完 成 了 受 精卵 子 是 否 受 精 的 重 要 标 志 判 断 卵 子 受 精 以 观 察 到 两 个 极 体 为 标 志 ，卵 母 细 胞 减 数 分 裂 不 是 形 成 三 个 极 体 吗 ？ 人 类 和 大 部 分 哺 乳 动 物 ： 第 一 极 体 很 少 再 进 行第 二 次 分 裂 ， 只 有 少 部 分 哺 乳 动 物 的 第 一 极 体才 会 分 裂 形 成 两 个 第 二 极 体 ； 即 使 分 裂 ， 在 实 际 操 作 中 也 不

12、容 易 三 个 都 同时 观 察 到 ， 但 只 要 能 看 到 两 个 极 体 ， 就 足 以 说明 问 题 。 原始卵泡成熟卵泡 卵子的结构示意图 卵 原 细 胞 发 生 时 间 ： 性别 分 化 后 -胎儿 期地 点 ： 卵 巢多 个 卵 原 细 胞初 级 卵 母 细 胞 在 雌 性 动 物 排 卵 前后 完 成次 级 卵 母 细 胞 和 第 一 极 体 在 受 精 过 程 中 完成 地 点 ： 输 卵 管 合 子 和 两 个 极 体有 丝 分 裂卵子的发生过程 P63/小 资 料 ： 牛 刚 出 生 时 ， 每 侧 卵 巢 大 约 含 有 15万 个卵 泡 ， 每 个 卵 泡 内 都

13、有 一 个 初 级 卵 母 细 胞 。出 生 后 能 够 发 育 成 成 熟 排 卵 的 卵 泡 只 有 200个 左 右 ， 一 生 产 下 牛 犊 45头 。 其 他 哺 乳 动物 的 情 况 类 似 。可 见 ： 哺 乳 动 物 一 生 中 卵 母 细 胞 的 有 效 利用 率 ， 胚 胎 工 程 要 研 究 解 决 这 样的 问 题 。 很 低420个200万 精 子 与 卵 子 的 发 生 比 较场 所 开 始 时间 细 胞 增殖 方 式 子 细 胞 数目 是 否 变形 重 要 区 别精子 卵子 睾丸卵 巢输 卵管 初 情 期以 后胚 胎 期性 别 分化 以 后 先 有 丝分 裂后

14、减 数分 裂 4个 精 子细 胞1个卵 细 胞 3个极 体 变 形为 蝌蚪 形球 形 不 变形 精 子 是 从 初情 期 开 始 的 ；而 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 三 、 受 精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 :输 卵 管 4、受精过程 受 精 前 的准 备 阶 段受 精 阶 段 精 子 获 能卵 子 准 备 一 )受 精 前 的 准 备 阶 段 :1

15、)精 子 获 能 :精 子 必 须 在 雌 性 动 物 的 生 殖 道 发生 相 应 的 生 理 变 化 后 ,才 获 得 受 精 能 力 的 生 理现 象 .2)卵 子 的 准 备 :卵 子 有 些 是 初 级 卵 母 细 胞 ， 有些 是 次 级 卵 母 细 胞 ， 排 出 后 在 输 卵 管 中 发 育 到减 数 第 二 次 分 裂 的 中 期 ,才 具 有 与 精 子 受 精 的能 力 二 ） 受 精 阶 段 包 括 精 子 穿 越 放 射 冠 和 透 明 带 ， 进入 卵 黄 膜 ， 原 核 形 成 和 配 子 结 合 。2)精 子 穿 越 透 明 带1） 精 子 穿 越 放 射 冠

16、透 明 带 反 应 (第 一 道 )精 卵 相 遇 ， 发 生 顶 体 反 应释 放 顶 体 酶 ， 形 成 通 道 雄 原 核 和 雌 原 核 形 成5)配 子 结 合 ：雌 雄 原 核 融 合 形 成 合 子 (受 精 卵 )3)精 子 进 入 卵 黄 膜卵 黄 膜 封 闭 作 用 （ 第 二 道 ）4）原核形成 精 卵 相 遇 ， 发 生 顶 体 反应 ， 精 子 穿 入 放 射 冠 精 子 穿 过 透 明 带 ， 并接 触 卵 黄 膜 精 子 头 部 膨 胀 ，同 时 卵 子 完 成 第二 次 成 熟 分 裂 ，释 放 第 二 极 体 雌 雄 原核 形 成 核 膜 消 失 ，两 个 原

17、 核融 合 第 一 次卵 裂 即将 开 始透 明 带 反 应 卵 黄 膜 封 闭 作 用释 放 顶 体 酶 ， 溶 解 卵丘 细 胞 之 间 物 质 雄 原 核 雌 原 核卵 子 是 否 受 精 的 重 要 标 志精 子 接 触 透 明 带 精 、 卵 相 遇 顶 体 反 应 顶 体 酶 释 放顶 体 酶 溶解 透 明 带接 触 透 明 带 穿 越 放 射 冠 溶 解 卵 丘 细 胞 （ 放 射 冠 ）穿 越 透 明 带 接 触 卵 黄 膜产 生 透 明 带 反 应 形 成 第 一 道 屏 障精 子 被 微 绒 毛 抱 合 精 子 外 膜 与 卵 黄 膜 融 合精 子 进 入 卵 精子进入卵后

18、 变 化 变 化 变 化 产 生 卵 黄 膜反 应 形 成 第 二 道 屏 障 （ 作 用 ）尾 部 脱 离核 膜 破 裂 形 成 雄 原 核形 成 雌 原 核激 活 卵 子 完成 减 数 第 二次 分 裂 ， 排出 第 二 极 体 发 育 移 动 接 触 合 并 形成受精卵 4.意 义 维 持 每 种 生 物 前 后 代 体 细 胞 中 染 色 体数 目 的 恒 定 ； 对 于 生 物 的 遗 传 和 变 异十 分 重 要 。 四 、 胚 胎 发 育 桑 椹 胚 囊 胚受 精 卵 原 肠 胚卵裂 1、 卵 裂 期 的 特 点 ：细 胞 分 裂 方 式 为 _细 胞 数 目 _每 个 细 胞

19、体 积 _胚 胎 总 体 积 _ _或 略 有 _DNA总 数 目 _有 机 物 总 量 _有 机 物 种 类 _有 丝 分 裂增 加不 增 加 缩 小减 小增 加减 少增 加卵裂：合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。这段时间是在透明带内进行的卵裂 新生命的第三天桑椹胚 桑 椹 胚特 点 ： 每 个 细 胞 都为 全 能 细 胞 发 育 成 完 整 胚 胎 。胚 胎 细 胞 数 达到 32个 左 右 时 ， 形成 致 密 细 胞 团 ， 形似 桑 椹 ， 叫 做 桑 椹胚 。 囊 胚孵 化 ： 囊 胚 扩 大 ， 透 明 带 破 裂 ， 胚 胎 伸 展 出 来 。发育为各种组织发育为

20、胎盘和胎膜细胞开始出现分化 原 肠 胚第三周末形成原肠胚滋 养 层内 胚 层原 肠 腔外 胚 层 原肠胚3胚层的发育 内胚层 消化道、呼吸道上皮 肝胰等腺体外胚层 表皮及其附属结构 感觉器官、神经系统中胚层 皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼 内脏器官外膜、循环系统、 排泄系统、生殖系统内 消 呼 胰 肝 ； 外 表 感 神 经 ； 其 余 都 为 中 胚 层 受 精 卵卵 裂 期桑 椹 胚囊 胚 （ 内 含 囊 胚 腔 ）原 肠 胚 （ 内 含 原 肠 腔 ）胎 儿 形 成 由 具 有 全 能 性 细 胞 构 成 ， 细 胞 数 在 32个左 右 ， 排 列 紧 密 ， 形 似 桑 椹内 细 胞 团

21、 ： 发 育 成 胎 儿 各 组 织滋 养 层 细 胞 ： 发 育 成 胎 膜 和 胎 盘： 最 初 发 育 在 输 卵 管 进 行 有 丝 分 裂胚 胎 发 育 过 程 一 孔 ： 胚 孔二 腔 ： 扩 大 的 原 肠 腔 ，缩 小 的 囊 胚 腔三 胚 层 ： 外 胚 层 ， 中 胚 层 ，内 胚 层 注意：l个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体 受 精 后 6星 期 ， 人 形 已 隐 约 可 见 。这 时 ， 胚 胎 的 心 跳 每 分 钟 140150下 是 母 亲 心 跳 的 两 倍 。 人 类 胚 胎 第 八 周 时在 子 宫 内 的 照 片 ，胚 初 具 人 形 此时胎儿

22、已长到20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 。 1.表 中 哪 种 动 物 的 胚 胎 在 进 入 子 宫 时 发 育 程 度 最 高 ？2.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 ？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 。 牛在 自 然 情 况 下 ， 胚 胎 虽 然 最 早 可 在816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 用 发 育 到 囊 胚 阶 段 的胚 胎 进 行 移 植 。