生物选修三体内受精和早期胚胎发育.ppt
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1、资料资料 通常情况下,一只母羊一胎只生通常情况下,一只母羊一胎只生1 12 2只羔羊。畜牧业生产上需要快速增加只羔羊。畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊的数量。怎样才能提高产肉羊或奶羊的数量。怎样才能提高羊的繁殖速率呢?高羊的繁殖速率呢?生物选修三体内受精生物选修三体内受精和早期胚胎发育和早期胚胎发育 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所进行的多种显微操作和处理技术,如的多种显微操作和处理技术,如胚胎移植、体胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。等技术。经过处理后获得的胚胎,还需要移植到经过处理后获得的胚胎,还需
2、要移植到雌性雌性动动物体内生产后代,以满足人类大各种需求。物体内生产后代,以满足人类大各种需求。操作对象:操作对象:技术手段:技术手段:理论基础:理论基础:早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等割、胚胎干细胞培养等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生物选修三体内受精和早期胚生物选修三体内受精和早期胚胎发育胎发育一一.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胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。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
3、植技术的成功和应用带动和加速了体体外受精技术外受精技术的研究。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胚胎分割、性别鉴定性别鉴定、体细胞克隆体细胞克隆、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运而生。等技术应运而生。3.1 3.1 体内受精和体内受精和早期胚胎发育早期胚胎发育学习目标:学习目标:1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。3.认同胚胎工程建立及发展意义。认同胚胎工程建立及发展意义。学习重、难点:学习重、难点:1.
4、哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。2.哺乳动物的胚胎发育。哺乳动物的胚胎发育。一、精子的发生一、精子的发生二、卵子的发生二、卵子的发生三、受精三、受精四、胚胎发育四、胚胎发育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生物选修三体内受精生物选修三体内受精和早期胚胎发育和早期胚胎发育3 3、过程:、过程:1 1、场所、场所:2 2、时期、时期:睾丸的曲细精管睾丸的曲细精管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方式:减数分裂方式:减数分裂生物选修三体内受精和早期胚胎生物选修三体内受精和早期胚胎发育发育精原细胞精原细胞多个初级多
5、个初级精母细胞精母细胞 有丝有丝分裂分裂3 3、过程:、过程:大量的精大量的精原细胞原细胞染色体染色体复制复制第阶段第阶段:精子细胞的生成精子细胞的生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3 3、过程:、过程:第阶段第阶段:精子细胞的生成精子细胞的生成精子细胞精子细胞精子精子自主阅读自主阅读:1.1.整理精子细胞变形成精子的过程整理精子细胞变形成精子的过程.2.2.注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?3 3、过程:、过程:第阶段:精子细胞变形成精子第阶段:精子细胞变形成精子 1.1.细胞核细胞
6、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)精子细胞变形总结精子细胞变形总结第阶段:精子细胞变形成精子第阶段:精子细胞变形成精子便于运动便于运动“减负减负”第阶段:精子细胞变形成精子第阶段:精子细胞变形成精子4 4、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
7、_,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 无关无关精原细胞(精原细胞(2N2N)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(2N)(N)(N)(N)小结:小结: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、延续物种的一种生理保障以说是动物为繁殖后代、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机制;其二,
8、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。最后到达受精部位最后到达受精部位(输卵管)的精子只剩百余个,与输卵管)的精子只剩百余个,与卵子完成受精的只有一个。卵子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?保障有最好的精子与卵细胞受精保障有
9、最好的精子与卵细胞受精 提示:细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所,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与细胞代谢活动也是参与精、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,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是精子维持生存和运动能量的“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
10、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?生物选修三体内受精生物选修三体内受精和早期胚胎发育和早期胚胎发育1 1、场所:、场所:卵巢卵巢2 2、时期:、时期:胚胎在性别分化以后,胚胎在性别分化以后,完成卵泡的形成和在卵完成卵泡的形成和在卵巢内的储备巢内的储备卵卵子子结结构构图图资料资料:3 3、过程、过程自主阅读:自主阅读:理清卵子的形成过程(借助减数分裂理清卵子的形成过程(借助减数分裂知识)知识)注意新的专业术语指向和理解注意新的专业术语指向和理解注重卵子形成与精子形成的差异注
11、重卵子形成与精子形成的差异胎儿期胎儿期透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞有丝分裂有丝分裂 初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞 第一极体第一极体第第二二极极体体时间:排卵前后时间:排卵前后M M 生长,透明带生成生长,透明带生成第一极体第一极体MM发生时间发生时间:受精时受精时发生地点发生地点:输卵管输卵管合子和两个极体合子和两个极体受精受精初情期后初情期后(被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡)注意注意: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隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体时,说明卵子已经完成了
12、受精。时,说明卵子已经完成了受精。精子和卵子发生的重要区别精子和卵子发生的重要区别 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备是在出生前(即胎儿时期)完成的,是在出生前(即胎儿时期)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第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失小小结结:卵卵子子发发生生过过程程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胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵卵巢巢输输卵卵管管在卵黄膜和透明带间隙有在卵黄膜和透明带间隙有两个极体两个极体是卵是
13、卵子是否受精的重要标志子是否受精的重要标志思考:思考:1.1.卵子是否受精的重要标志是什么?卵子是否受精的重要标志是什么?减数第二次分裂过程是在减数第二次分裂过程是在输卵管输卵管中中3.3.排出的卵子是什么时期的细胞?排出的卵子是什么时期的细胞?排出卵子是不成熟的,且成熟程度不同,排出卵子是不成熟的,且成熟程度不同,有的可能是次级卵母细胞,例如猪、羊,有的可能是次级卵母细胞,例如猪、羊,有的可能是初级卵母细胞,例如马、犬。有的可能是初级卵母细胞,例如马、犬。2.2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中?产生卵子的过程是否都发生在卵巢中?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
14、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,仅完成答:刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成减数第一减数第一次分裂次分裂,需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次,需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。子是在输卵管内与精子受精的。答:正常情况下,一个卵泡只能形
15、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:是指卵子从答:是指卵子从卵泡卵泡中排出。中排出。讨论:讨论:生物选修三生物选修三体内受精和体内受精和早期胚胎发早期胚胎发育育相同点:相同点:精子和卵子的发生有何异同精子和卵子的发生有何异同?原始生殖细胞的增殖为有丝分裂原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂,成熟细胞均经一次复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半子细胞中染色体数目减半睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输卵管初情期后初情期后胎儿时期、初情期后胎儿时期、初情期后连续的,需变形;连续的,需变形;细胞质均等分
16、配细胞质均等分配MMMM是不连续的,是不连续的,不需变形;不需变形;细胞质不均等分配细胞质不均等分配4 4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3 3个极体个极体需要需要不需要不需要发生的时期和场所发生的时期和场所不同点:不同点:三、受精三、受精1 1、概念、概念:指指精子精子和和卵子卵子结合形成合子结合形成合子 (即受精卵即受精卵)的过程。的过程。2 2、标志、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个两个极体时极体时。3 3、场所、场所:输卵管输卵管一一)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
17、道发生相应的生理变化后发生相应的生理变化后,才获得才获得受精能力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生物选修三体内受精和早期胚胎发育生物选修三体内受精和早期胚胎发育4 4、过程、过程二二)受精阶段受精阶段:1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 顶体反应顶体反应是顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细是顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞群之间的物质,形成精子穿越胞群之间的物质,形成精子穿越放射冠放射冠的通道。的通道。穿过放射冠:穿过放射冠:在卵子在卵
18、子外围集聚有几十个精外围集聚有几十个精子,它们首先穿放射子,它们首先穿放射冠。冠。穿过透明带:穿过透明带:精子与透明精子与透明带接触,顶体酶将透明带带接触,顶体酶将透明带溶出一条通道,精子借自溶出一条通道,精子借自身运动穿过透明带并接触身运动穿过透明带并接触卵黄膜。在精子接触卵黄卵黄膜。在精子接触卵黄膜的瞬间,会产生使后来膜的瞬间,会产生使后来的精子不能进入透明带的的精子不能进入透明带的生理反应,这个反应称为生理反应,这个反应称为透明带反应。透明带反应。透明带反应透明带反应(防止多精子入卵受精的防止多精子入卵受精的防止多精子入卵受精的防止多精子入卵受精的第一道屏障第一道屏障第一道屏障第一道屏障
19、)二二)受精阶段受精阶段:2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜表面有大量的微绒毛,当精子与卵黄膜接触卵黄膜表面有大量的微绒毛,当精子与卵黄膜接触时,立即被卵黄膜抱合,随后,精子的外膜和卵黄时,立即被卵黄膜抱合,随后,精子的外膜和卵黄膜相互融合,精子入卵。膜相互融合,精子入卵。当第一精子进入卵黄膜后,卵黄膜当第一精子进入卵黄膜后,卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精入卵内与卵子结合受精卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵是防止多精入卵受精的受精的第二道屏障第二道屏障多精子入卵的结果将形成多个雄原核与一个多精子入卵的结果将形成多个雄原
20、核与一个雌原核融合完成受精,产生多倍体受精卵,雌原核融合完成受精,产生多倍体受精卵,属于异常受精现象,意味着受精的失败,不属于异常受精现象,意味着受精的失败,不能继续发育和产生后代。能继续发育和产生后代。二二)受精阶段受精阶段:3)3)原核形成:原核形成:雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成精子精子进入卵子后进入卵子后,原核原核膜破裂,形成新核膜,膜破裂,形成新核膜,形成形成雄原核。雄原核。卵子卵子被激活完成减二分被激活完成减二分裂,裂,排出第二极体后排出第二极体后,形成形成雌原核雌原核。二二)受精阶段受精阶段:4)4)配子结合:配子结合:雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子(受精
21、卵受精卵)精子细胞核精子细胞核(雄原核雄原核)和卵子细胞和卵子细胞核核(雌原核雌原核)充分发育成熟后,相向充分发育成熟后,相向移动,彼此接触,二者体积缩小、移动,彼此接触,二者体积缩小、合并,两组核染色体合为一组,形合并,两组核染色体合为一组,形成一个含二倍体染色体的合子,也成一个含二倍体染色体的合子,也称受精卵。称受精卵。受精完成标志受精完成标志小结:受精阶段小结:受精阶段包括精子穿越放射冠和包括精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合。原核形成和配子结合。哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图1)1)精子穿
22、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)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)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)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)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黄膜接触卵黄膜产生透明带反应产生透明带反应形成第一道屏障(作用)形成第一道屏障(作
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