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1、专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程胚胎工程胚胎工程 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子配子所进行的多种所进行的多种显微操作和处理技术，如显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到还需要移植到雌性雌性动物体内生产后代，以满足人类大各动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。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胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 等等技术手段：技术手段
2、： 哺乳动物的受精卵和早期胚胎哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律的发育规律理论基础：理论基础：胚胎工程的建立胚胎工程的建立一一. .胚胎移植技术的研究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胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。基础环节。二二. .胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受体外受精技术精技术的研究。的研究。三三. .胚胎移植和体外受精使胚胎移植和体外受精使胚胎分割胚胎分割、性别鉴定性别鉴定、体体细胞克隆细胞克隆、转基因胚胎转基因胚胎、胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养等技术应等技术应运而生。运而生。一、精子的发生一、精
3、子的发生(3)(3)过程：过程：(1)(1)场所场所: :(2)(2)时期时期:睾睾 丸丸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 精原细胞形成成熟精精原细胞形成成熟精子的过程子的过程第阶段第阶段初级精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多个初级初级精母细胞精母细胞 有丝分裂有丝分裂多个精原多个精原细胞细胞染色体染色体复制复制精子发生的过程精子发生的过程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胞精子细胞MMM减数分裂减数分裂第第 2 2 阶段阶段精子细胞的生成精子细胞的生成第阶段：精子细胞第阶段：精子细胞变形变形成精子成精子线粒体线粒体高尔基体高尔基
4、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、尾的发育、尾的发育C C、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第阶段：精子细胞第阶段：精子细胞变形变形成精子成精子精子细胞变形小结精子细胞变形小结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部的主要部分精子头部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
5、后脱落最后脱落)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子细胞精子细胞精精 子子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段减数分裂减数分裂第三阶段第三阶段细胞变形细胞变形M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（3）精子发生的过程）精子发生的过程外形像蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。 提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障生理保障机制机制；其二，在自然条件下，精子从射精
6、部位运行；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。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（输卵管）的精子只剩百余个，最后到达受精部（输卵管）的精子只剩百余个，与与卵子卵子 完成受精的只有一个。完成受精的只有一个。 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？怎样理解这一现象？ 提示：提示：
7、细胞核细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参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与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能集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量的“动力工厂动力工厂”2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么
8、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？精子中的线粒体集中在尾的基部？2.2.各家畜的精原细胞是通过何种细胞分裂方式各家畜的精原细胞是通过何种细胞分裂方式产生的（产生的（ ） A A、有丝分裂有丝分裂 B B、减数分裂减数分裂 C C、二分裂二分裂 D D 、有丝分裂和减数分裂、有丝分裂和减数分裂A1.1.下列不属于胚胎工程的是：下列不属于胚胎工程的是： （ ）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D3.3.精子中的顶体是由哪种细胞器演变来的（精子中的顶体是
9、由哪种细胞器演变来的（ ）A.A.线粒体线粒体 B.B.溶酶体溶酶体C.C.高尔基体高尔基体 D.D.中心体中心体C卵细胞卵细胞的形成过程的形成过程 卵细胞的发生：卵细胞的发生： 地点地点:( ) 时间：时间：( ) 过程：雌性胎儿过程：雌性胎儿的的( )细胞细胞( )增加增加其数量，演变其数量，演变为为( )，被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围形形成成( )卵巢卵巢胎儿期胎儿期性别分化后性别分化后卵原卵原有丝分裂有丝分裂卵母细胞卵母细胞初级卵泡初级卵泡动物细胞卵巢、卵动物细胞卵巢、卵泡和卵子的关系泡和卵子的关系有丝分裂发生时间（有丝分裂发生时间（ ）更多卵原细胞更多卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞
10、第一次分裂：发生时间（第一次分裂：发生时间（ ），）， 地点（地点（ ）次级卵母细胞和第一极体次级卵母细胞和第一极体特点是（特点是（ ），成熟的条件要受），成熟的条件要受（ ）诱导第二次分裂：发生时间）诱导第二次分裂：发生时间（ ），地点（），地点（ ）成熟的卵子和两个极体（在卵黄膜和透明带间隙有成熟的卵子和两个极体（在卵黄膜和透明带间隙有（ ）是卵子是否受精的标志）是卵子是否受精的标志）演变演变初情期后初情期后卵泡卵泡受精时受精时输卵管输卵管不成熟的不成熟的精子精子胎儿期胎儿期两个极体两个极体卵原细胞卵原细胞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场所场所睾丸的曲细精管睾丸的
11、曲细精管卵巢（卵巢（MI）输卵管（输卵管（MII）时间时间初情期后初情期后卵子的发生在个体性别分化后就开始的，卵子的发生在个体性别分化后就开始的，卵泡的形成和在卵泡内的储存是在胎儿卵泡的形成和在卵泡内的储存是在胎儿时期完成的，时期完成的，MIIMII是在受精过程中完成是在受精过程中完成的的过程过程特点特点1.精子发生过程中精子发生过程中MI和和MII是连续的；是连续的；2.需要变形；需要变形；3.细胞细胞质均等分配质均等分配1.卵细胞发生过程中卵细胞发生过程中MI和和MII是这连续的；是这连续的；2.不需要变形；不需要变形；3.细胞质不均等分配细胞质不均等分配结果结果形成形成4个精子个精子形成
12、形成1 1个卵细胞和个卵细胞和3 3个极体个极体相同点相同点1.1.原始生殖细胞的增殖均为有丝分裂原始生殖细胞的增殖均为有丝分裂2.2.生殖细胞的成熟为减数分裂生殖细胞的成熟为减数分裂3.3.成熟过程中，成熟过程中，DNADNA复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半色体数目减半精子发生和卵子发生的比较精子发生和卵子发生的比较下列不是精子发生、卵子发生的区别的是下列不是精子发生、卵子发生的区别的是（ ） A.初级精母、初级卵细胞的形成时间初级精母、初级卵细胞的形成时间 B.MI和和MII的时间连续性的时间连续性 C.成熟生殖细胞是否经过变形成熟生殖细胞是
13、否经过变形 D.成熟生殖细胞中染色体的数量成熟生殖细胞中染色体的数量 1.1.概念：概念：是是精子精子和和卵子卵子结合形成结合形成合子合子（即受（即受精卵）的过程。精卵）的过程。 2.2.场所：场所：输卵管输卵管受受 精精 准备阶段1.精子获能2.卵子的准备（MII中期）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生殖道发生相应精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后的生理变化后, ,才获得受精能力的生理现象才获得受精能力的生理现象. .2)2)卵子的准备卵子的准备: :在输卵管中发育到减数第二次分裂的在输卵管中发育到减数第二次分裂的
14、中期中期, ,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力3.3.过程：过程：二二) )受精阶段受精阶段: :1 1) )精子穿越放射冠和精子穿越放射冠和透明带透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞 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)精子进入精子进入卵黄膜卵黄膜 黄膜黄膜封闭封闭作用是防止多精入卵受精的作用是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障3)3)原核原核形成形成 雄原核雄原核形成和雌原核形成形成和雌原核形成4)4)配子结合配子结合 雌雄雌雄原核融合形成合子原核
15、融合形成合子( (受精卵受精卵) ) 穿过放射冠：在穿过放射冠：在卵子外围集聚有卵子外围集聚有几十个精子，它几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。 几个精子同时分解几个精子同时分解透明带，但只有一个精透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明阻止其他精子穿越透明带。带。穿过透明带：穿过透明带： 精子进入卵子后精子进入卵子后, ,其细胞核变大到和卵其细胞核变大到和卵子细胞核相似子细胞核相似, ,精子精子细胞核细胞核( (雄原核雄原核
16、) )和卵和卵子细胞核子细胞核( (雌原核雌原核) )同同时向细胞中部靠拢时向细胞中部靠拢, ,并相互融合成一个细并相互融合成一个细胞核胞核, ,这时称受精卵。这时称受精卵。形成受精卵：形成受精卵：哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图4.4.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染体细胞中染色体色体数目的恒定数目的恒定 ；对于生物的遗；对于生物的遗传和变异十分重要。传和变异十分重要。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，精子们把头钻到卵子的外们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们
17、把头钻到卵子的外壁上，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。逆时针转动。 卵子的外层被一卵子的外层被一层透明的薄膜保层透明的薄膜保护着，这使它看护着，这使它看起来像一个悬浮起来像一个悬浮在天体中的漂亮在天体中的漂亮的星球。的星球。胚胎发育胚胎发育受精后受精后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
18、的反映边，这可以促进它对吮吸的反映 。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，细胞数量不断增加，但胚进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。胎总体积并不增加，或略有减少。 由具有由具有全能性全能性细胞构成，细胞数在细胞构成，细胞数在3232个左右，排列个左右，排列紧密，形似桑椹紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂三三. .胚胎发育胚胎发育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人类排卵过程首次被人类排卵过程首次被拍下拍下
高中生物：专题教学课件(共7套)人教选修3体内受精和早期胚胎发育
