体内受精和早期胚胎发育 (2)精.ppt

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1、体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育第1页，本讲稿共52页 有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一有一对夫妇，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孩子，你能从理论上想个办法帮他们完成这个愿望吗？愿望吗？试管婴儿！试管婴儿！第2页，本讲稿共52页试管婴儿是试管婴儿是不是在试管不是在试管中长出一个中长出一个胎儿呢？胎儿呢？第3页，本讲稿共52页胚胎工程的概念 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物 或或 所进行的多种所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎显微操作和

2、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。经过处理后获得的分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的 ，还需要移植到，还需要移植到 动物体内生产后代，以满足动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。人类的各种需求。早期胚胎早期胚胎配子配子雌性雌性胚胎胚胎早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胞培养等哺乳动哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律物的受精和早期胚胎的发育规律1.1.操作对象：操作对象：2.技术手段：技术手段：3.理论基础理论基础：第4页，本讲稿共52页胚胎工程的建立胚胎工程的建立一一.胚胎移

3、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基胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。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体外受精技术的研究。受精技术的研究。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、性别鉴定、胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。技术应运而生。第5页，本讲稿共52页3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育（一）精子的发生（一）精子的发生（二）卵子的发生（二）卵子的发生（四）胚胎发育

4、（四）胚胎发育（三）受精（三）受精第6页，本讲稿共52页一、精子的发生一、精子的发生(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的衰退生殖机能的衰退分三个阶段分三个阶段定义定义:精原细胞经过一系列的精原细胞经过一系列的分裂、增殖形成精子的过程分裂、增殖形成精子的过程第7页，本讲稿共52页4、精子的形成过程（三大阶段）精子的形成过程（三大阶段）第8页，本讲稿共52页精原细胞精原细胞多个初级多个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第阶段初级精母

5、细胞的形成初级精母细胞的形成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MMMM减数分裂减数分裂第9页，本讲稿共52页线粒体线粒体高尔基体高尔基体A、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、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第10页，本讲稿共52页精子细胞变形中的变化精子细胞变形中的变化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部的主要部分精子

6、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,最后脱落最后脱落)第11页，本讲稿共52页精子的形态：精子的形态：（1 1）外形似蝌蚪，分）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分、三大部分。（2 2）不同种动物精子的形态）不同种动物精子的形态_，大小略有，大小略有_，与动物的体形大小，与动物的体形大小_ _ _。头头 颈颈 尾尾相似相似不同不同无关无关第12页，本讲稿共52页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子精子MM第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段MM

7、精精子子发发生生的的过过程程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第13页，本讲稿共52页思考与讨论：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,但是通常只有一但是通常只有一个精子能够与卵子结合个精子能够与卵子结合,这能说是一种浪费吗这能说是一种浪费吗?怎样怎样理解这一现象理解这一现象?不是。不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖繁殖后代、延续物种后代、延续物种的一种的一种生理保障机制生理保障机制；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

8、筛选，并致使大量的精子途部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中中死亡，被分解或排除死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。，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，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与卵子完成受精的只有一个。第14页，本讲稿共52页2.2.精子细胞变成精子的过程中精子细胞变成精子的过程中,细胞中很多结构会消细胞中很多结构会消失失,而细胞核和线粒体却保留了下来而细胞核和线粒体却保留了下来,对这一现象怎对这一现象怎样理解样理解?为什么精子中的线粒体集中在尾的基部为什么精子中的线粒体集中在尾的基部?细胞核是精子细胞核是精子遗

9、传物质储存和复制的场所遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代遗传特性与细胞代谢活动谢活动的控制中心。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运动能量的场所。的场所。精子的线粒体集中在精子的尾部，是精子维持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生存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。第15页，本讲稿共52页二、卵子的发生定义：卵原细胞经过一系列的分裂、定义：卵原细胞经过一系列的分裂、增殖发育成卵子的过程增殖发育成卵子的过程性性别别分分化化以以后后

10、初初情情期期生生殖殖机机能退化能退化1、场所：、场所：主要主要是卵巢是卵巢2、时期：、时期：第16页，本讲稿共52页卵子的发生卵子的发生胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂 数目增多数目增多2N初级卵母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞生长透初级卵母细胞生长透明带形成明带形成初级卵母细胞初级卵母细胞2N透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜MM分裂分裂次级卵母细胞次级卵母细胞+第一极体第一极体N排卵排卵减数第一次分裂是在雌减数第一次分裂是在雌性动物排卵性动物排卵前、后完成的前、后完成的第17页，本讲稿共52页说明：马排出的是初级说明：马排出的是初级卵母细胞；绵羊、牛、卵母细胞；绵羊、牛

11、、猪排出的是次级卵母细猪排出的是次级卵母细胞和第一极体。胞和第一极体。第18页，本讲稿共52页卵子的发生胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂 数目增多数目增多2N初级卵母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞生长初级卵母细胞生长透明带形成透明带形成初级卵母细胞初级卵母细胞2N透明带透明带卵黄膜卵黄膜MM分裂分裂次级卵母细胞次级卵母细胞+第一极体第一极体N排卵排卵MM分裂分裂减数第一次分裂是在雌减数第一次分裂是在雌性动物排卵性动物排卵前、后完成的前、后完成的受精受精减数第二次分裂减数第二次分裂是在精子和卵细是在精子和卵细胞结合的过程中胞结合的过程中完成完成2N 合子合子 +两个极体

12、两个极体当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察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到两个极体时，说明卵子已经完成了受精受精卵子是否受精的重要标志卵子是否受精的重要标志第19页，本讲稿共52页原始卵泡原始卵泡成熟卵泡成熟卵泡第21页，本讲稿共52页卵子的结构示意图卵子的结构示意图第22页，本讲稿共52页卵原细胞卵原细胞发生时间：性别发生时间：性别分化后分化后-胎儿期胎儿期地点：卵巢地点：卵巢多个卵原细胞多个卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞在雌性动物排卵前后在雌性动物排卵前后完成完成次级卵母细胞和第一极体次级卵母细胞和第一极体在受精过程中完成在受精过程中完成 地点：输卵管地点

13、：输卵管合子和两个极体合子和两个极体有丝分裂有丝分裂卵卵子子的的发发生生过过程程第23页，本讲稿共52页精子与卵子的发生比较精子与卵子的发生比较场场 所所开始时开始时间间细胞增殖细胞增殖方式方式子细胞数子细胞数目目是否变是否变形形重要区别重要区别精精子子 卵卵子子 睾睾丸丸卵巢卵巢输卵管输卵管初情期初情期以后以后胚胎期胚胎期性别分性别分化以后化以后先有丝先有丝分裂分裂后减数后减数分裂分裂4 4个个 精子精子细胞细胞1 1个个卵细胞卵细胞 3 3个个极体极体变形变形为蝌为蝌蚪形蚪形球形球形 不变不变形形精子是从精子是从初初情期情期开始的；开始的；而哺乳动物而哺乳动物卵泡的形成卵泡的形成和在卵巢内

14、和在卵巢内的储备是在的储备是在出生前出生前完成的完成的第24页，本讲稿共52页P63 讨论题讨论题 1 1正常情况下，一个卵泡只能正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子形成一个成熟的卵子 2 2是指卵子从卵泡中排出。是指卵子从卵泡中排出。第25页，本讲稿共52页3.3.刚排出的卵子刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂仅完成第一次减数分裂，需要，需要在输卵管内进一步成熟，直到在输卵管内进一步成熟，直到第二次减数分裂的中期第二次减数分裂的中期才能与才能与精子结合完成受精过程。排出精子结合完成受精过程。排出的卵子是在的卵子是在输卵管输卵管内与精子受内与精子受精的。精的。第2

15、6页，本讲稿共52页 4 4、受受精精过过程程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段精子获能：？精子获能：？卵子准备：？卵子准备：？卵子要发育到什么时期才具备受精能力？第29页，本讲稿共52页二）受精阶段二）受精阶段1、受精的实质是什么？、受精的实质是什么？2、精子要和卵子核融合要穿越哪些屏障？、精子要和卵子核融合要穿越哪些屏障？3、精子如何穿越放射冠？、精子如何穿越放射冠？4、精子如何穿越透明带？、精子如何穿越透明带？5、精子进入卵细胞膜依赖于什么、精子进入卵细胞膜依赖于什么？6、如何防止多精入卵？、如何防止多精入卵？7、精子入卵后发生了哪些变化？、精子入卵后发生了哪些变化？第31

16、页，本讲稿共52页精子穿入放射冠精子穿入放射冠精子穿过透明带，并接触精子穿过透明带，并接触卵细胞膜卵细胞膜 精子头部膨胀，同精子头部膨胀，同时卵子完成第二次时卵子完成第二次成熟分裂，释放第成熟分裂，释放第二极体二极体雌雄原核雌雄原核形成形成核膜消失，核膜消失，两个原核融两个原核融合合第一次卵第一次卵裂即将开裂即将开始始透明带反应透明带反应卵细胞膜反应卵细胞膜反应发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质雄原核雄原核雌原核雌原核卵子是否受精的重要标志精子接触透明带精子接触透明带第34页，本讲稿共52页精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触

17、透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越透明带穿越透明带接触卵细胞接触卵细胞膜膜产生透明带反应产生透明带反应 形成第一道屏障形成第一道屏障精子被微绒毛抱合精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵第35页，本讲稿共52页精精子子进进入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵细胞膜产生卵细胞膜反应反应形成第二道屏障形成第二道屏障 （作用）（作用）尾部脱离尾部脱离核膜破裂核膜破裂形成雄原核形成雄原核形成雌原核形成雌原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移动移动 接

18、触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵第36页，本讲稿共52页4.4.意义意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重；对于生物的遗传和变异十分重要。要。第37页，本讲稿共52页四、胚胎发育卵裂第38页，本讲稿共52页1 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_DNADNA总数目总数目_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卵裂：

19、卵裂：合子形成后即在输卵管内进行合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂有丝分裂，开始发育。这段时间是，开始发育。这段时间是在在透明带内透明带内进行的进行的卵裂卵裂第39页，本讲稿共52页新生命的第三天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。胚胎细胞数达胚胎细胞数达到到3232个左右个左右时，形时，形成致密细胞团，成致密细胞团，形形似桑椹似桑椹，叫做桑椹，叫做桑椹胚。胚。第40页，本讲稿共52页孵化：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各种组织将发育为胎盘和胎膜将发育为胎盘和胎膜细胞开始出现分化细胞开始出现分化第41页，本讲稿共52页第三周末形成原

20、肠胚第三周末形成原肠胚滋养层滋养层内胚层内胚层原肠腔原肠腔外胚层外胚层发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘内细胞团表层内细胞团下层第42页，本讲稿共52页受精卵受精卵卵裂卵裂桑椹胚桑椹胚囊胚（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：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：发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘：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胚胎发育过程胚胎发育过程原肠腔原肠腔外胚

21、层外胚层内胚层内胚层滋养层滋养层第44页，本讲稿共52页注意：注意：l个体发育的起点是个体发育的起点是受精卵受精卵，终，终点是点是性成熟的个体性成熟的个体第45页，本讲稿共52页新生命的新生命的新生命的新生命的第四周第四周第四周第四周 新生命的新生命的新生命的新生命的第五周第五周第五周第五周看啊，看啊，看啊，看啊，眼的雏形出来了眼的雏形出来了眼的雏形出来了眼的雏形出来了 第46页，本讲稿共52页新生命的新生命的新生命的新生命的第六周第六周第六周第六周四肢和四肢和四肢和四肢和脑都开始初步分化了，真脑都开始初步分化了，真脑都开始初步分化了，真脑都开始初步分化了，真让人激动让人激动让人激动让人激动

22、受精后受精后6 6星期星期，人形已隐约可见。，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟这时，胚胎的心跳每分钟140140150150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。第47页，本讲稿共52页新生命的新生命的新生命的新生命的第七周第七周第七周第七周进一步进一步进一步进一步发育了，看个整体的吧发育了，看个整体的吧发育了，看个整体的吧发育了，看个整体的吧 人类胚胎人类胚胎第八周第八周时时在子宫内的照片在子宫内的照片 ，胚初具人形胚初具人形第48页，本讲稿共52页新生命的新生命的新生命的新生命的第九周第九周第九周第九周胎儿已胎儿已胎儿已胎儿已基本成形，看看手的进一步基本成形，看看手的进一步基本成形

23、，看看手的进一步基本成形，看看手的进一步分化分化分化分化 新生命的新生命的新生命的新生命的第十二周第十二周第十二周第十二周理论上这时的胎儿理论上这时的胎儿理论上这时的胎儿理论上这时的胎儿已可以独立生活，但已可以独立生活，但已可以独立生活，但已可以独立生活，但其实出世的日子还早其实出世的日子还早其实出世的日子还早其实出世的日子还早 第49页，本讲稿共52页此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，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这可以促进它对吮吸的反映。第50页，本讲稿共52页新生命的新生命的新生命的新生命的第二十六周第二十六周第二十六周第二十六周中

24、间的很多周变化不大，中间的很多周变化不大，中间的很多周变化不大，中间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和是体内器官的逐步分化和是体内器官的逐步分化和是体内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六成熟，就略过吧。二十六成熟，就略过吧。二十六成熟，就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活周的胎儿如果出世，存活周的胎儿如果出世，存活周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！看看就知率已经很高了！看看就知率已经很高了！看看就知率已经很高了！看看就知道差不多了啊！道差不多了啊！道差不多了啊！道差不多了啊！新生命的新生命的新生命的新生命的第二十八周第二十八周第二十八周第二十八周请请请请注意体位，现在已经为分娩注

25、意体位，现在已经为分娩注意体位，现在已经为分娩注意体位，现在已经为分娩做好准备了做好准备了做好准备了做好准备了 第51页，本讲稿共52页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，应选择什么阶段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？的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析资料分析资料分析资料分析 答：马的胚胎进入子宫时发育程度最答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。高，其次为小鼠。答：马应选择答：马应选择囊胚阶段囊胚阶段的胚胎。牛在的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在自然情况下，胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子宫，但为了提高移植细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到通常用发育到囊胚阶段囊胚阶段的胚胎进行移的胚胎进行移植。植。第52页，本讲稿共52页