人教版教学ppt课件31体外受精与早期胚胎培养课件.ppt

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1、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显微操作和处理技术，如所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胞培养等技术。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，以动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。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

2、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胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可 缺少的基础环节。缺少的基础环节。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精技术体外受精技术的研究。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、性别鉴胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞 培养培养等技术应运而生。等技术应运而生。一一. .精子和卵子的发生精子和卵子

3、的发生 （1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸 （2 2）时间：）时间： 初情期初情期生殖机能衰老生殖机能衰老1.1.精子的发生精子的发生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第一阶段第二阶段减数分裂第三阶段细胞变形M多个精原细胞染色体复制变形（3）精子发生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多个初级精母细胞 一次有丝分裂两个细胞数次有丝分裂有丝分裂（3）精子发生的过程初级精母细胞次级精母细胞精子细胞MM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（3）精子发生的过程线粒体高尔基体A、顶体的发生发育中的顶体发育中的尾 (中心体)B、尾

4、的的发育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线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?精子结构图精子细胞变形中的主要变化：精子细胞变形中的主要变化：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, ,最后脱落最后脱落) )（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（2）不同种动物

5、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，动物在自然繁殖的条件下提示：不是。其一，动物在自然繁殖的条件下为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，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，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中理环境将对精子进行筛选，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

6、精子只剩百余个，与卵子达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子 完成受精的只有一个。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：细胞核是精子遗传物质储存和复制提示：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。而线粒体是有氧与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒

7、体集中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 存和运动能量的存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动发动 机机”。2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结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？中在尾的基部？2.2.卵子的发生卵子的发生 (1)(1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢 (2)(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排时间：减数第一

8、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。子结合的过程完成的。卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M排卵前后排卵前后完成完成在受精在受精过程完过程完成成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围, ,形成卵泡形成卵泡胎儿时期完成胎儿时期完成3 3卵子发生的过程：卵子发生的过程：排卵排卵卵泡的发育卵子受精的标志：卵子受精的标志： 当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间

9、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。注意：注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志区分受精的标志和受精完成的标志 2.精子和卵子发生的区别精子和卵子发生的区别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？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什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？么部位与精子受精？ 答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完

10、成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二减数第二次分裂的中期次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵才能与精子结合完成受精过程。排出的卵 子是在子是在输卵管输卵管内与精子受精的。内与精子受精的。 答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟的成熟的卵子。卵子。 答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。场场所所开始开始时间时间增殖增殖方式方式子细胞子细胞数目数目变变形形重要重要区别区别精精子子 卵卵子子 睾丸卵巢输卵管初情期以后性别分化以后先有丝分裂后减数分裂同上4个精子细胞1个卵细胞3个

11、极体变形不变形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；而精子是从初情期开始的巩固练习巩固练习1.1.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 2. 2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两两对同源染色体，它形成的含有对同源染色体，它形成的含有ABAB的配子有的配子有 （ ） A.1 A.1个个 B.0B.0或或1 1个个 C.2 C.2个个 D.4D.4个个DB三、受精1、概念:2、标

12、志:3、场所: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:受精是在输卵管内完成的。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精子必须在雌性动物的生殖道生殖道发生相应的生理变化后发生相应的生理变化后, ,才获得受精能力才获得受精能力的生理现象的生理现象. .2)2)卵子的准备卵子的准备: :在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二减数第二次分裂的中期次分裂的中期, ,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力4 4：过程过程. .过程：过程：3:受精阶段受精阶段

13、包括精子穿越包括精子穿越放射放射冠冠和和透明带透明带，进入，进入卵黄膜卵黄膜，原核形成原核形成和和配子结合配子结合。1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带顶体反应顶体反应透明带反应透明带反应(第一道第一道)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道）卵黄膜封闭作用（第二道）3)原核形成原核形成雄原核和雌原核形成雄原核和雌原核形成4)配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成合子雌雄原核融合形成合子(受精卵受精卵)穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。穿放射冠。 几个精子同几个精子同时分解透明带，时分解透明带，但

14、只有一个精子但只有一个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。穿过透明带：穿过透明带：卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子受精完成标志 精子进入卵精子进入卵子后子后, ,其细胞核其细胞核变大到和卵子细变大到和卵子细胞核相似胞核相似, ,精子精子细胞核细胞核( (雄原核雄原核) )和卵子细胞核和卵子细胞核( (雌原核雌原核) )同时向同时向细胞中部靠拢细胞中部靠拢, ,并相互融合成一并相互融合成一个

15、细胞核个细胞核, ,这时这时称受精卵。称受精卵。形成受精卵：形成受精卵：小结受精阶段: 精子穿越放射冠 精子穿越透明带 精子穿越卵黄膜 原核形成 配子结合顶体反应透明带反应（第一道）卵黄膜封闭作用（第二道）雄原核形成和雌原核形成雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精的意义受精的意义 维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染染色体数目的恒定色体数目的恒定 ；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。三三. .胚胎发育胚胎发育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

16、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1、卵裂期的特点：、卵裂期的特点：细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_每个

17、细胞体积每个细胞体积_胚胎总体积胚胎总体积_或略有或略有_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_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减少减少增加增加胚胎发育胚胎发育增加增加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，进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有：由具有全能性细胞全能性细胞构成，细胞数在构成，细胞数在3232个个左右，排列紧密，形似桑椹

18、左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团内细胞团 ：发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞：滋养层细胞：将发育成胎膜和胎盘将发育成胎膜和胎盘：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外胚层、中胚层、内胚层外胚层、中胚层、内胚层滋养层滋养层原肠腔原肠腔2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段桑 椹 桑椹胚囊胚期滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，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内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成完整的胚胎滋养层内细胞团囊胚腔囊胚的形成受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚

19、外胚层中胚层内胚层内胚层中胚层原肠胚胚的发育：按照一定的次序向内运动受精卵卵裂囊胚原肠胚的形成1.1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什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？么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析资料分析 答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。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，答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在胚胎虽然最早可在81

20、6816细胞阶段进入子宫，但为了细胞阶段进入子宫，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。用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。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哺乳动提示：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。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

21、受精和胚胎发育都是在自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。赖于体内自然条件下的基础研究成果。1精子与卵子结合过程中穿越

22、的两道屏障是（）精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（） 顶体反应顶体反应 透明带反应透明带反应 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用 精子穿越放射冠精子穿越放射冠 A B C D 2在受精过程中在受精过程中 （）（）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂 精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发

23、生 ABCDBB在动物胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成，但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明（ ）A.原肠胚末期已出现了组织分化和器官的形成 B.细胞是全能的 C.原肠胚末期出现了细胞分化 D.原肠胚已出现了三个胚层当卵细胞达到（ ）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期 D. 减数第二次分裂结束成熟关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是( )(多选)A. 囊胚期细胞分化是由于遗传物质突

24、变引起的B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变C. 桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（ ）A. 细胞数目不断增多 B. 细胞的分裂方式是有丝分裂C. 胚胎中DNA的总量增加D. 每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 （）A.受精卵卵裂原肠胚囊胚组织器官的分化B.卵卵裂原肠胚组织器官分化C.受精卵桑椹胚原肠胚幼体D.受精卵桑椹胚囊胚原肠胚组织器官的分化桑椹胚是指（）A 含有一个充满液体的腔 B总体

25、积大于受精卵C受精卵不断分裂后形成 D外面无透明带研究表明，大多数动物如蛙的受精卵研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核量（核/ /质）比值却发生变化。下列符合质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是( )( )ACDB （09海南卷）海南卷）26.（18分）（选修模块分）（选修模块3：现代：现代生物科技专题）生物科技专题） 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问请回答下列与哺乳动

26、物精子和卵子发生有关的问题：题： （1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的的顶体，顶体内含有的 能协助精能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。 （2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于，此时卵子处于 卵母细胞阶段，当卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂该细胞发育至减数第二次分裂 期时期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明到两个极体，则表明 过程已完成。过程已完成。顶体酶顶体酶

27、 初级初级 中中受精受精 （3）动物的早期胚胎移植到同种且）动物的早期胚胎移植到同种且 与与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用期胚胎，常用 激素对供体进行处理，激素对供体进行处理，其目的是获得更多的其目的是获得更多的 ，经人工受精后，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜，其原因是活细胞膜 。 （4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行期阶段的早期胚胎进行 处理，再植入处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于应将其置于 条件下。条件下。生理状态生理状态 促性腺促性腺 卵母细胞卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性（对物质的吸收具有选择透过性（2分分）胚胎分割胚胎分割 冷冻（或液氮）冷冻（或液氮）