体内受精和早期胚胎发育 PPT课件.ppt

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 。 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 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 。 输 精 管附睾一 .精 子 和 卵 子 的 发 生（ 1） 发 生 场 所 ：（ 2） 时 间 ：1.哺 乳 动 物 精 子 的 发 生不 断 地 产 生着 精 子睾 丸 初 情 期 （ 青 春 期 ）生 殖 机 能 衰 退 精 原 细 胞有 丝 分 裂初 级 精 母 细 胞次 级 精 母 细 胞精 子 细 胞 （ 含 单 倍 染 色 体 ）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 如 何 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 。 细 胞 核 变 为 精 子头 的 主 要 部 分 变 为 精 子 头 部 的 主 要 部 分 ； 发 育 为 头 部 的 顶 体 ； 演 变 为 精 子 的 尾 ； 聚 集 在 尾 的 基 部 形 成 线 粒 体 鞘 ；其 它 物 质 浓 缩 成 (球 形 )， 随 精 子 的成 熟 向 尾 部 移 动 ， 最 后 脱 落 。细 胞 核高 尔 基 体中 心 体线 粒 体 原 生 质 滴 头颈尾 线 粒 体 鞘 精 子 的 形 态（ 1） 外 形 似 ，分 、 、 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 。 相 似无 关 头 颈 尾蝌 蚪 不 同 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 ； 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 ？ 不 是 。 这 枚 精 子 既 幸 运 ，又 强 壮 ！ 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 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 ？ 2.卵 子 的 发 生2、 时 间 ：1、 部 位 ： 卵 巢胎 儿 时 期 和 初 情 期 后 时 间 ： 减 数 第 一 次 分 裂 是 在 雌 性动 物 排 卵 前 后 完 成 ； 减 数第 二 次 分 裂 是 在 精 子 和 卵子 结 合 的 过 程 完 成 的 。 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 2N2N N2N 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 成卵 细 胞 膜透 明 带排 卵 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 成受 精 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 受 精卵 子 是 否 受 精 的 重 要 标 志 卵 泡 卵 丘 细 胞 初 级 卵 母 细 胞 排 出 的 卵 放 射 冠 （ 卵 丘 细 胞 ）透 明 带第 一 极 体卵 细 胞 膜细 胞核卵 丘 细 胞 卵 原 细 胞有 丝 分 裂多 个 卵 原 细 胞染 色 体 复 制初 级 卵 母 细 胞M 第 一 极 体次 级 卵 母 细 胞 两 个 第二 极 体第 二 极 体卵 子 退 化 消 失M 排 卵 前 后 完 成在 受 精 过 程 完 成被 卵 泡 细 胞 包 围 ,形 成 卵 泡胎 儿 时期 完 成初情期后青春期后 在 输 卵 管 中 完成 受 精 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 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 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 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 下 列 叙 述 是 有 关 精 子 和 卵 子 的 区 别 ： 初 级 性 卵 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 4.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 成减 数 第 次 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 。一 减 数 第 二 次 分 裂 的 中 期输 卵 管 5、 卵 子 受 精 的 标 志 ： 在 卵 细 胞 膜 和 透 明 带 的 间 隙 观 察 到 两个 极 体 。 透 明 带卵 细 胞 膜 7、 哺 乳 动 物 精 子 和 卵 子 的 发 生 主 要 有 哪些 相 似 点 或 不 同 点 ？相 似 点 ：最 初 阶 段 均 进 行 有 丝 分 裂 ， 不 断 增 加 生 殖原 细 胞 的 数 量 ； 经 过 减 数 分 裂 （ M 和 M ）才 能 形 成 精 子 和 卵 子 。不 同 点 ：一 个 精 原 细 胞 四 个 精 子 ；一 个 卵 原 细 胞 一 个 卵 子 ；精 子 形 状 为 蝌 蚪 状 ； 卵 子 为 球 形 。多 数 哺 乳 动 物 卵 泡 的 形 成 和 在 卵 巢 内 的 储备 是 胎 儿 出 生 前 完 成 的 。 二 、 受 精2、 场 所 :1、 概 念 : 输 卵 管 内指 精 子 和 卵 子 结 合 形 成 合 子 (即 受 精卵 )的 过 程 。 3、 过 程 阶 段 主 要 过 程 精 子 获 能 卵 子 的 准 备 精 子 在 雌 性 动 物 生 殖 道 内 发 生相 应 生 理 变 化 后 ， 才 能 获 得 受精 能 力 。卵 子 在 输 卵 管 内 达 到 减 数 第二 分 裂 中 期 （ M ） 时 ， 才 具备 受 精 能 力 。准备阶段 精 卵 相 遇 ， 发 生 顶 体 反应 ， 精 子 穿 入 放 射 冠 精 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 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 雄 原 核 雌 原 核卵 子 是 否 受 精 的 重 要 标 志 阶 段 主 要 过 程 入 卵 屏 障 精 子 穿 越 放射 冠 和 透 明 带 进 入 卵 细胞 膜 原 核 形 成 融 合 精 子 通 过 顶 体 反 应 释 放 的 顶体 酶 溶 解 卵 丘 细 胞 和 透 明 带 ，进 而 穿 越 。受精阶段 精 子 核 膜 破 裂 ， 形 成 新 核 膜 ，形 成 雄 原 核 。精 子 被 微 绒 毛 抱 合 ， 进 而 精子 外 膜 与 卵 细 胞 膜 相 互 融 合 ，精 子 入 卵 。卵 子 完 成 减 数 第 二 次 分 裂 ， 排 出 第 二 极 体 ， 形 成 雌 原 核 。雄 、 雌 原 核 充 分 发 育 后 彼 此接 触 ， 合 并 ， 形 成 二 倍 体 受精 卵 。 精 子 触及 卵 细 胞膜 的 瞬 间 ，产 生 透 明带 反 应 精 子 入卵 后 的（ 卵 细 胞膜 反 应 ）卵 黄 膜 封闭 作 用 卵 子 受 精 的 标 志 ： 在 卵 黄 膜 和 透 明 带 的 间 隙 可 以 观察 到 两 个 极 体 。受 精 过 程 完 成 的 标 志 :雌 雄 原 核 融 合 ， 形 成 合 子 ， 是 受 精 过程 完 成 的 标 志 。 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 。： 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 育滋 养 层外 胚 层中 胚 层内 胚 层原 肠 腔 卵 裂 期 的 特 点细 胞 分 裂 方 式 为 _细 胞 数 目 _胚 胎 总 体 积 _ 或 略 有 _每 个 细 胞 体 积 _每 个 细 胞 DNA数 目 _总 DNA _有 机 物 总 量 _有 丝 分 裂增 加 不 增 加 缩 小减 小减 少增 加 桑 椹 胚 胚 胎 细 胞 数 目 个 左 右 ， 该 阶 段 由 于 细胞 ， 属 于 细 胞 ， 细 胞 间 排 列 紧 密 ，形 似 桑 椹 。 32未 分 化 全 能 性 囊 胚 囊 胚 腔细 胞 开 始 ， 并 出 现 ；内 细 胞 团 将 来 发 育 成 ；滋 养 层 将 来 发 育 成 ；体 积 扩 大 会 导 致 ， 称 为 。分 化 囊 胚 腔各 种 组 织胎 膜 、 胎 盘透 明 带 破 裂 孵 化滋 养 层内 细 胞 团 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 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 叫 孵 化 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 140 150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 。 个体发育过程 胚胎发育过程 ：从受精卵到成熟胚胎 受精 场 所 ： 雌 性 动 物 输 卵 管 内过 程 ： 精 子 头 部 进 入 卵 细 胞 中 ， 尾 部 留 在 外 面 。 精 核 与 卵 核 融 合 。结 果 ： 阻 止 后 继 精 子 进 入 ， 激 活 卵 子 完 成 减 分 裂 ， 促 进 受 精 卵 分 裂卵裂期 场 所 ： 最 初 在 输 卵 管 ， 后 移 入 子 宫 。分 裂 方 式 ： 有 丝 分 裂特 点 ： 卵 裂 速 度 快 ， 细 胞 未 生 长 即 进 入 下 次 分 裂 。 DNA、 细 胞 数 目 不 断 增 加 ， 每 个 细 胞 体 积 越 来 越 小 ， 总 体 积 基 本 不 变 。桑 椹胚 特 点 ： 卵 裂 形 成 的 包 括 32个 细 胞 左 右 的 胚 ， 每 个 细 胞 都 属 于 全 能 细 胞囊胚 组 成 ： 内 细 胞 团 、 滋 养 层 细 胞 、 囊 胚 腔特 点 ： 细 胞 已 开 始 分 化 ， 内 细 胞 团 将 发 育 成 胎 儿 的 各 种 组 织 。原肠胚 外 胚 层 ： 内 细 胞 团 表 层 细 胞 形 成三 胚 层 内 胚 层 ： 内 细 胞 团 下 方 细 胞 形 成 分 化 成 组 织 器 官 （ 略 ） 中 胚 层 ： 最 迟 形 成滋 养 层 ： 发 育 为 胎 儿 的 胎 膜 和 胎 盘二 腔 ： 扩 大 的 原 肠 腔 和 缩 小 的 囊 胚 腔胚 后 发 育 起 点 是 挣 脱 卵 膜 或 从 母 体 出 生 ， 终 点 是 性 成 熟 个 体 。 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 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 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 我 国 首 例 “ 虎 狮 兽 ” 2002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 “ 体 外 受 精 ” 完 成 这 一 过 程 需 要 解 决 的问 题 精 子 在 体 外 用 获 能 物 质 处 理 用 化 学 物 质 处 理 掉 卵 黄 膜 便 于 精 子 进 入 抽 取 精 子 、 卵 子 的 核 进 行 融 合 精 子 入 卵 后 进 行 人 工 处 理 防 止 多 精 入 卵 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 2.有 一 个 卵 原 细 胞 中 含 有 A与 A 、 B与 B 两对 同 源 染 色 体 ， 它 形 成 的 含 有 AB的 配 子 有 A.1个 B.0或 1个 C.2个 D.4个 DB