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1、专题三：胚胎工程,胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,胚胎工程,操作对象：早期胚胎和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精和早期胚胎 的发育规律,胚胎工程,胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此要了解动物受精和早期胚胎发育。,一.精子和卵子的发生,（1）发生场所：（2）时间： 初情期（青春期）至生殖机能衰退,1.精子的发生,睾丸,精原细
2、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,顶体的发生,尾的发育,精子头出现,细胞质浓缩,精子形成,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,细胞内的其他物质浓缩成球状，称为原生质滴。随着精子的成熟过程向后移动，直到最后脱落。,精子细胞变形中的主要变化：,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,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(最后脱落),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
3、的一种生理保障机制； 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。,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？,思考,不是。,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。 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量的“动力工厂”或“发动机”。,2.精子细胞变成精子
4、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？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,思考,(1)发生部位：(2)时间：,卵巢,2.卵子的发生,从性别分化后（胎儿期）开始， M-排卵前后完成； M精子和卵子结合的过程完成的。,卵子的发生,胎儿期,初情期后,卵原细胞,初级卵母细胞,次级卵母细胞+ 第一极体,合子 +两个极体,初级卵母细胞,有丝分裂，数目增多,M分裂,M分裂,初级卵母细胞生长，透明带形成,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的,减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成,当在卵细胞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,
5、染色体复制，生长,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,是指卵子从卵泡中排出。,思考,3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？,刚排出的卵子尚未完全成熟。仅完成第 次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到 才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在 内与精子受精的。,思考,一,减数第二次分裂的中期,输卵管,精子与卵子的发生比较,睾丸,卵巢,初情期以后,胚胎期性别分化以后,先有丝分裂后减数分裂,4个精子细胞,1个卵细胞,变形为蝌蚪形,不变形,精子是从初情期开始的；而哺乳动物卵
6、泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的,下列叙述是有关精子和卵子的区别叙述正确的是： 初级性母细胞的形成时间 MI和MII的时间连续性 成熟生殖细胞是否经过变形 成熟生殖细胞的染色体数量,练习,1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2.场所：输卵管,受 精,受精部位,受精前的准备阶段:1、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: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。,受精过程,受精阶段：,排卵12-24小时，在输卵管壶腹部,受精过程,哺乳动物受精过程,精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠,精
7、子接触并穿过透明带，并接触卵细胞膜,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，两个原核融合,第一次卵裂即将开始,透明带反应,卵细胞膜反应,释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质,卵子是否受精的重要标志,受精完成标志,1)精子穿越放射冠和透明带 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之间的物质 透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵),哺乳动物受精过程,卵子受精的标志： 卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个
8、极体。,受精完成的标志: 雌雄原核形成合子，是受精完成的标志。,对比归纳,（1）恢复染色体数目（二倍体）,（2）决定遗传性别: Y+X ,X+X,（3）激活卵细胞，启动卵裂。,受精作用的意义,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,：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：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：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：在输卵管进行有丝分裂，开始发育,外胚层中胚层内胚层原肠腔,胚胎发育,哪个阶段以前的细胞为全能细胞？哪个阶段的细胞开始分化？何种结
9、构将来发育成胎儿的各种组织？胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？什么叫孵化？,桑椹胚以前,囊胚,内细胞团,滋养层,囊胚扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程交孵化,思考,原肠胚3胚层的发育,外胚层 表皮及其附属结构 神经系统、感觉器官 内胚层 消化道、呼吸道上皮 肝胰等腺体 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,记忆：外表神经和感官；内呼消化胰与肝； 其余都为中胚层,高等动物胚胎和个体发育的过程,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？,P67/资料
10、分析,马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,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。,3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,胚胎工程的许多技术都是在了解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。本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规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试
11、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，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。,P67/资料分析,1、下列不属于胚胎工程的是：,A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育,D,练习,2、下列细胞中全能性最高的是A、桑椹胚期细胞 B、囊胚期细胞 C、外胚层细胞 D、滋养层细胞,A,3、下列叙述正确的是A、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C、囊胚腔先于原肠腔出现D、桑椹胚开始进行孵化,C,充满活力的精子,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。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。,受精后8天。胚牙完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,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8周时在子宫内的照片,此时胎儿已长到1820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 。,
