人教版教學(xué)課件體外受精與早期胚胎培養(yǎng)課件

1、專題3 3 胚胎工程 胚胎工程 胚胎工程指對動物早期胚胎或配子 所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚 胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì) 胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎， 還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以 滿足人類的各種需求。 操作對象：早期胚胎和配子 技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等 理論基礎(chǔ)：哺乳動物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律 3.1 3.1 體內(nèi)受精和 早期胚胎發(fā)育 胚胎工程的建立 一. .胚胎移植技術(shù)的研究 胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可 缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。 二. .胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動和加速了 體外受精技術(shù)的研究。 三. .胚胎移植和體

2、外受精使胚胎分割、性別鑒 定、體細(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞 培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運而生。 一. .精子和卵子的發(fā)生 （1 1）發(fā)生場所：睪丸 （2 2）時間： 初情期生殖機能衰 老 1.1.精子的發(fā)生 精原細(xì)胞 有絲分裂 初級精母細(xì)胞 次級精母細(xì)胞 精子細(xì)胞 精 子 M 第一階段 第二階段 減數(shù)分裂 第三階段 細(xì)胞變形 M 多個精原細(xì)胞 染色體復(fù)制 變形 （3）精子發(fā)生的過程 第階段初級精母細(xì)胞的形成 精原細(xì)胞 多個初級 精母細(xì)胞 一次有 絲分裂 兩個細(xì)胞 數(shù)次有 絲分裂 有絲分裂 （3）精子發(fā)生的過程 初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞 MM 減數(shù)分裂 第 2 2 階段精子細(xì)胞的生成 （3）精子

3、發(fā)生的過程 線粒體 高爾基體 A、頂體的發(fā)生 發(fā)育中的頂體 發(fā)育中的尾 (中心體) B、尾的的發(fā)育C、精子頭的出現(xiàn) D、細(xì)胞質(zhì)濃縮E、精子的形成 原生質(zhì)滴 尾 線粒體鞘 頂體 第階段：精子細(xì)胞變形成精子 線粒體鞘 閱讀精子細(xì)胞變形成精子的具體過程，討論：精 子各組成分別由精子細(xì)胞的哪一部分形成? 精子結(jié)構(gòu)圖 精子細(xì)胞變形中的主要變化： 1.1.細(xì)胞核 2.2.高爾基體 3.3.中心體 4.4.線粒體 5.5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì) 精子頭的主要部分 頭部的頂體 精子的尾 線粒體鞘膜( (尾的基部) ) 原生質(zhì)滴( (球狀, ,最 后脫落) ) （1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾 三大部分。 （2）不同種動

4、物精子的形態(tài)相似， 大小略有不同，與動物的體形大 小無關(guān)。 提示：不是。其一，動物在自然繁殖的條件下 為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二， 在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，在 通過母畜生殖道的過程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán) 境將對精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡， 被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部 位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子 完成受精的只有一個。 1. 1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計， 但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這 能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 問題討論: : 提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制 的場所，也是參與精、卵

5、結(jié)合和后代遺傳特性 與細(xì)胞代謝活動的控制中心。而線粒體是有氧 呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線粒體集中 于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生 存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動 機”。 2.2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié) 構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對 這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集 中在尾的基部？ 2.2.卵子的發(fā)生 (1)(1)發(fā)生部位：卵巢 (2)(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排 卵前后完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵 子結(jié)合的過程完成的。 卵原細(xì)胞 有絲分裂 多個卵原細(xì)胞 染色體復(fù)制 初級卵母細(xì)胞 M 第一極體 次級卵母細(xì)胞 兩個第二極體 第二

6、極體卵子 退化消失 M 排卵前后 完成 在受精 過程完 成 被卵泡細(xì)胞包圍, , 形成卵泡 胎兒時期完成 3 3卵子發(fā)生的過程： 排卵 卵泡的發(fā)育 卵子受精的標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以 觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完 成了受精。 注意：1.區(qū)分受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志 2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別 1.1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？ 2.2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從 卵巢中排出？ 3.3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什 么部位與精子受精？ 答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減 數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次 分裂的中期才能與精子結(jié)

7、合完成受精過程。排出的卵 子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。 答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的 卵子。 答：是指卵子從卵泡中排出。 場 所 開始 時間 增殖 方式 子細(xì)胞 數(shù)目 變 形 重要 區(qū)別 精 子 卵 子 睪丸 卵巢 輸卵 管 初情 期以 后 性別 分化 以后 先有絲 分裂后 減數(shù)分 裂 同上 4個精 子細(xì)胞 1個卵細(xì) 胞3個極 體 變形 不 變 形 哺乳動物卵 泡的形成和 在卵巢內(nèi)的 儲備是在出 生前完成的； 而精子是從 初情期開始 的 鞏固練習(xí) 1.1.下列不屬于胚胎工程的是： （ ） A.A.體外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植 C.C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) D.D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培

8、育 2. 2.有一個卵原細(xì)胞中含有A A與AA、B B與BB兩對 同源染色體，它形成的含有ABAB的配子有 （ ） A.1 A.1個 B.0B.0或1 1個 C.2 C.2個 D.4D.4個 D B 三、受精 1、概念: 2、標(biāo)志: 3、場所: 1、概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子 (即受精卵)的過程。 2、標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可 以觀察到兩個極體時。 3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。 一) )受精前的準(zhǔn)備階段: : 1)1)精子獲能: :精子必須在雌性動物的生殖道 發(fā)生相應(yīng)的生理變化后, ,才獲得受精能力 的生理現(xiàn)象. . 2)2)卵子的準(zhǔn)備: :在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二 次分裂的中

9、期, ,才具有與精子受精的能力 4 4：過程. .過程： 3:受精階段 包括精子穿越放射 冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜， 原核形成和配子結(jié)合。 1)精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)(第一道) 2)精子進(jìn)入卵黃膜 卵黃膜封閉作用（第二道） 3)原核形成 雄原核和雌原核形成 4)配子結(jié)合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵) 穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先 穿放射冠。 幾個精子同 時分解透明帶， 但只有一個精子 能穿過透明帶進(jìn) 入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)?一個精子進(jìn)入后， 透明帶的穿透性 就立即發(fā)生變化， 從而阻止其他精 子穿越透明帶。 穿過透明帶： 卵黃膜封閉作用 是防止多精入卵 受精的第

10、二道屏 障 卵黃膜上的微絨毛抱住精子 受精完成標(biāo)志 精子進(jìn)入卵 子后, ,其細(xì)胞核 變大到和卵子細(xì) 胞核相似, ,精子 細(xì)胞核( (雄原核) ) 和卵子細(xì)胞核 ( (雌原核) )同時向 細(xì)胞中部靠攏, , 并相互融合成一 個細(xì)胞核, ,這時 稱受精卵。 形成受精卵： 小結(jié)受精階段: 精子穿越放射冠 精子穿越透明帶 精子穿越卵黃膜 原核形成 配子結(jié)合 頂體反應(yīng) 透明帶反應(yīng) （第一道） 卵黃膜封閉作用 （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) 受精的意義 維持每種生物前后代體細(xì)胞中染 色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺 傳和變異十分重要。 三. .胚胎發(fā)育 受精卵 卵裂期 桑

11、椹胚 囊胚（內(nèi)含囊胚腔） 原腸胚（內(nèi)含原腸腔） 胎兒形成 ：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷 增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。 ：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在3232個左右， 排列緊密，形似桑椹 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織 滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤 ：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂 三. .胚胎發(fā)育 滋養(yǎng)層 外胚層 中胚層 內(nèi)胚層 原腸腔 1、卵裂期的特點： 細(xì)胞分裂方式為_ 細(xì)胞數(shù)目_ 每個細(xì)胞體積_ 胚胎總體積_或略有 _ DNA數(shù)目_ 有機物總量_ 有機物種類_ 有絲分裂 增加 不增加縮小 減小 增加 減少 增加 胚胎發(fā)育 增加 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚（內(nèi)含囊胚腔）

12、 原腸胚（內(nèi)含原腸腔） 胎兒形成 ：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加， 但胚胎總體積并不增加，或略有減少。 ：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在3232個 左右，排列緊密，形似桑椹 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) ：發(fā)育成胎兒各組織 滋養(yǎng)層細(xì)胞：將發(fā)育成胎膜和胎盤 ：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂 外胚層、中胚層、內(nèi)胚層 滋養(yǎng)層 原腸腔 2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段 桑 椹 桑 椹 胚 囊胚期 滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)， 胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所 需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì) 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化 的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎 滋養(yǎng)層 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 囊胚腔 囊胚的形成

13、受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚 囊胚腔原腸腔 原腸胚 外胚層 中胚層 內(nèi)胚層 內(nèi)胚層中胚層原腸胚 胚的發(fā)育： 按照一定的 次序向內(nèi)運動 受精卵卵裂囊胚 原腸胚的形成 1.1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？ 2.2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什 么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？ 資料分析 答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。 答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚 胎雖然最早可在816816細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高 移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育 到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。 3.3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受

14、精和胚胎發(fā)育的研究， 會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例 說明。 提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動 物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。 本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自 然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識了這些自 然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，才使卵 母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲 能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外 受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有 賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。 1精子與卵子結(jié)合過程中穿越的兩道屏障是（ ） 頂體反應(yīng) 透明帶反應(yīng) 卵黃膜封閉作用 精子穿越放射冠 A B C D 2在受

15、精過程中 （） 精子必須發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶 頂體酶可使精子穿過放射冠、透明帶、卵細(xì) 胞膜 卵細(xì)胞恢復(fù)并很快完成了第一次減數(shù)分裂 精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌 原核 透明帶反應(yīng)防止了多精入卵和多精受精的發(fā) 生 ABC D B B 在動物胚胎發(fā)育過程中，早期原腸胚的細(xì)胞從 一個部位移植到另一部位時，被移植的細(xì)胞能 適應(yīng)新的部位并參與那里的器官形成，但如果 在原腸胚的末期，把未來發(fā)育為蠑螈后肢的部 分移植到另一蠑螈胚胎不長后肢的部分，將發(fā) 育為一條額外的腿，這說明（ ） A.原腸胚末期已出現(xiàn)了組織分化和器官的形成 B.細(xì)胞是全能的 C.原腸胚末期出現(xiàn)了細(xì)胞分化 D.原腸胚已出現(xiàn)了三個

16、胚層 當(dāng)卵細(xì)胞達(dá)到（ ）時期時，才具備與精子 受精的能力 A.減數(shù)第二次分裂后期 B.減數(shù)第一次分裂末期 C.減數(shù)第二次分裂中期 D. 減數(shù)第二次分裂結(jié)束成熟 關(guān)于桑椹胚和囊胚的比較,以下說法正確的 是( )(多選) A. 囊胚期細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)突變引 起的 B.囊胚期的細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞分化,但遺傳物 質(zhì)未發(fā)生改變 C. 桑椹胚的各細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能基本相同 D.囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞差異不是 復(fù)制水平上的差異，而是轉(zhuǎn)錄水平上的差 異引起的。 BCD 下列有關(guān)哺乳動物的胚胎發(fā)育早期的卵 裂期過程的敘述中，錯誤的是（ ） A. 細(xì)胞數(shù)目不斷增多 B. 細(xì)胞的分裂方式是有絲分裂 C. 胚胎中DNA的總量增加 D. 每個細(xì)胞的DNA含量不斷增加，細(xì) 胞全能性變小 下列能正確表示高等動物胚胎發(fā)育順序的是 （） A.受精卵卵裂原腸胚囊胚組織器官的 分化 B.卵卵裂原腸胚組織器官分化 C.受精卵桑椹胚原腸胚幼體 D.受精卵桑椹胚囊胚原腸胚組織器官 的分化 桑椹胚是指（） A 含有一個充滿液體的腔 B總體積大于受精卵 C受精卵不斷分裂后形成 D外面無透明帶 研究表明，大多數(shù)動物如蛙的受精卵 在卵裂期隨著卵裂的進(jìn)行胚胎的體積并不增 大，但胚胎細(xì)胞核的總質(zhì)量與細(xì)胞質(zhì)的總質(zhì) 量（核/ /質(zhì)