(學生用)胚胎工程——體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1、專題3 胚胎工程考綱要求知識內(nèi)容要求動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎胚胎干細胞的移植胚胎工程的應用1胚胎工程與必修教材相關知識的聯(lián)系1、精子和卵子的發(fā)生和減數(shù)分裂2、哺乳動物胚胎發(fā)育和細胞增殖、細胞分化3、精子和卵子的發(fā)生、超數(shù)排卵與同期發(fā)情和激素調(diào)節(jié)4、胚胎干細胞和細胞全能性、細胞分化2舊知回顧：1、什么叫受精作用？2、精子和卵細胞是經(jīng)過什么分裂產(chǎn)生的？產(chǎn)生的場所在哪里？3、原始生殖細胞是經(jīng)過什么分裂產(chǎn)生的？4、畫出精原細胞的減數(shù)分裂的過程圖。3胚胎工程的概念： 胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過

2、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，以滿足人類大各種需求。4操作對象：早期胚胎和配子技術手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等理論基礎：1.生殖細胞的形成：生殖細胞分別由原始性細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而成的。 2.胚胎的發(fā)育：精子和卵細胞受精合成的受精卵是下一代新生命的開始。53.1 體內(nèi)受精和6一.精子和卵子的發(fā)生（一）精子的發(fā)生 閱讀課本P61-62的內(nèi)容，思考并回答以下問題： 1、精子發(fā)生的場所和時間； 2、精子的發(fā)生可分成哪幾個階段？各階段有什么特征？ 3、精子的形態(tài)及結構。7（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期生殖機能衰老1.精子的發(fā)生8精原細胞有絲分裂初級

3、精母細胞次級精母細胞精子細胞精子M第一階段第二階段第三階段M精子發(fā)生的過程多個精原細胞染色體復制變形91個精原細胞（染色體數(shù):2n）1個初級精母細胞（染色體數(shù):2n）2個次級精母細胞（染色體數(shù):n）4個精子細胞（染色體數(shù):n）體細胞（染色體數(shù):2n）有絲分裂細胞分化間期：細胞體積增大、染色體復制前期：聯(lián)會、四分體（非姐妹染色單體交叉互換）中期：同源染色體排列在赤道板兩側后期：同源染色體分離（非同源染色體自由組合）末期：形成2個次級精母細胞著絲點分裂，染色單體分離4個2種精子（染色體數(shù):n）變形減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂精子細胞變形中的主要變化：1.細胞核2.高爾基體3.中心體4.線粒體5.細

4、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)11 不是。其一，在自然繁殖的條件下，是動物為繁殖后代、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，復雜的組織結構和生理環(huán)境將對精子進行篩選，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.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合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問題討論:12 細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細

5、胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(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.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，而細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？13（二）卵子的發(fā)生閱讀課本內(nèi)容，思考并回答以下問題： 1、卵細胞發(fā)生的場所和時間； 2、卵細胞的發(fā)生可分成哪幾個階段？各階段有什么特征？141、發(fā)生部位：卵巢和輸卵管2、時間： 卵原細胞和初級卵母細胞的形成在胚胎時期；（卵巢） 減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成；（卵巢） 減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子

6、結合的過程完成的。（輸卵管）15（放射冠） 動物的胚胎在性別分化以后，雌性胎兒卵巢內(nèi)的卵原細胞，通過有絲分裂增加其數(shù)量，演變?yōu)槌跫壜涯讣毎宦雅菁毎鼑纬陕雅荨?6透明帶：卵泡：卵母細胞卵泡細胞卵母細胞與卵丘細胞間的1層厚膜（糖蛋白）卵丘：卵母細胞卵丘細胞（屬于卵泡細胞放射冠）黃體：排卵后，由卵泡形成的富有血管的腺體樣結構（分泌孕激素等）卵子的發(fā)生排“初級卵母細胞”或者“次級卵母細胞”排卵：卵子從卵泡排出，進入輸卵管17河北兒童少年版P30圖2-5卵巢和卵細胞的發(fā)生過程18卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復制初級卵母細胞M第一極體次級卵母細胞兩個第二極體第二極體卵子退化消失卵子發(fā)生過程M

7、在卵巢中，排卵前后完成進入輸卵管，在受精過程完成被卵泡細胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成生長，形成透明帶和卵黃膜191.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？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.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)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結合完成受精過程。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。20卵子受精的標志： 當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

8、。注意：1.區(qū)分受精的標志和受精完成的標志 2.精子和卵子 發(fā)生的區(qū)別雌雄原核融合，形成合子（即核融合形成受精卵）21項目精子發(fā)生卵子發(fā)生區(qū)別場所時間過程特點結果相同點卵子和精子發(fā)生的比較睪丸的曲細精管（場所唯一）卵巢（M）、輸卵管（M）（場所不唯一）初情期性別分化后開始，卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備在出生前完成，減分裂在精子和卵子結合過程中完成 M和M是連續(xù)的，需變形成蝌蚪狀精子 細胞質(zhì)均等分配 M和 M是不連續(xù)的，不需變形，卵子是球狀的 細胞質(zhì)不均等分配形成4個精子細胞形成1個卵細胞和3個極體 原始生殖細胞的增殖為有絲分裂生殖細胞的成熟為減數(shù)分裂成熟過程均經(jīng)一次復制和兩次分裂子細胞中的染色體

9、數(shù)目減半22二、受精（一）受精的概念： 是精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。（二）場所：輸卵管。 是不是所有動物的受精過程都發(fā)生在輸卵管中？23、過程精卵識別精子附著于卵膜精卵質(zhì)膜融合注意同種動物精子、卵細胞表面有特異性相互識別的蛋白，這是同種動物精卵才能結合的原因之一。他們是依靠什么來識別自己的另一半呢？4、結果：受精卵形成24一)受精前的準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力25二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應使頂體內(nèi)的酶釋放出來

10、并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞 透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子進入卵黃膜 卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成4)配子結合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)26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。27 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入卵子內(nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，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：28 精子進入卵子后,其細胞核變大到和卵子細胞核相似,精子細胞核(雄原核)和卵子細胞核(雌原核)同時向細胞中部靠攏,并相互融合成一個細胞核,這時稱受精卵。形成受精卵：

11、29精、卵相遇頂體反應頂體酶釋放頂體酶溶解透明帶接觸透明帶穿越放射冠溶解卵丘細胞 （放射冠）穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應形成第一道屏障（作用 ）精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進入卵防止多個精子進入透明帶30精子進入卵后變化變化變化產(chǎn)生卵黃膜封閉作用形成第二道屏障 （作用？）尾部脫離核膜破裂形成雄原核形成雌原核激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體發(fā)育 移動 接觸 合并形成受精卵防止多精入卵313、意義 對于進行有性生殖的生物來說，通過減數(shù)分裂和受精作用可以維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定 ；這對于生物的遺傳和變異十分重要。思考： 你認為受精卵中的遺傳物質(zhì)來自什么？3

12、2 受精后8天。受精卵完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。 三、胚胎發(fā)育33 受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。 34人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片 3536 此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指 放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。3738391、個體發(fā)育的起點受精卵 受精卵一形成就在輸卵管內(nèi)進行有絲分裂。2、卵裂期輸卵管 分裂方式：有絲分裂； 細胞數(shù)目： 細胞體積： 胚胎總體積：增加變小基本不變受精卵在卵膜內(nèi)完成發(fā)育，所需營養(yǎng)來自受精卵本身，故發(fā)育過程早期胚胎體積基本無變化403、桑葚胚 細胞數(shù)目：32個左右； 細

13、胞特點： 每個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能性細胞。 你有方法證明嗎？41囊胚期滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結構或胚外結構，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)細胞團細胞：即胚胎干細胞，是一種未分化的細胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團囊胚腔囊胚的形成細胞開始分化42受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂桑椹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43受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（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)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由具有全能性細胞構成，細