X3-3-1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1專題3胚胎工程胚胎工程體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體外受精和早期胚胎培養(yǎng)胚胎工程的應(yīng)用及前景卵子發(fā)生精子發(fā)生受精胚胎發(fā)育卵母細(xì)胞和早期胚胎培養(yǎng)胚胎培養(yǎng)過(guò)程及發(fā)育去向胚胎移植胚胎分割胚胎干細(xì)胞2胚胎工程指對(duì)動(dòng)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(guò)處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求?！?.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育3操作對(duì)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(dòng)物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律4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(dòng)和加速了體外受精技術(shù)的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、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(yùn)而生。5一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場(chǎng)所：睪丸（2）時(shí)間：初情期——生殖機(jī)能衰老1.精子的發(fā)生（3）過(guò)程：分三個(gè)階段6精原細(xì)胞有絲分裂初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子MⅠ第一階段第二階段第三階段MⅡ精子發(fā)生的過(guò)程多個(gè)精原細(xì)胞染色體復(fù)制變形線粒體高爾基體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３階段：精子細(xì)胞變形成精子8精子細(xì)胞變形中的主要變化：1.細(xì)胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——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)910提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對(duì)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(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問(wèn)題討論:11提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)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(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。2.精子細(xì)胞變成精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)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？12精子的發(fā)生時(shí)期過(guò)程形態(tài)從初情期直到生殖機(jī)能衰退初級(jí)精母細(xì)胞的形成精子細(xì)胞的形成精子的變形似蝌蚪,其大小與動(dòng)物體型大小無(wú)關(guān)第一階段第二階段第三階段132.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢(2)時(shí)間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過(guò)程完成的。14卵泡＝卵泡細(xì)胞＋初級(jí)卵母細(xì)胞排出的卵放射冠（卵丘細(xì)胞群）透明帶卵黃間隙第一極體卵黃膜核15排卵1617卵原細(xì)胞有絲分裂多個(gè)卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級(jí)卵母細(xì)胞MⅠ第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞兩個(gè)第二極體第二極體卵子退化消失（3）卵子發(fā)生過(guò)程MⅡ排卵前后完成在受精過(guò)程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時(shí)期完成18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(gè)極體時(shí)，說(shuō)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191.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)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(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)合完成受精過(guò)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(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。20哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點(diǎn)或不同點(diǎn)？相似點(diǎn)：最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過(guò)兩次減數(shù)分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同點(diǎn)：一個(gè)精原細(xì)胞——多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞——一個(gè)卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動(dòng)物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒出生前完成的。21卵子的發(fā)生時(shí)期過(guò)程場(chǎng)所卵泡的形成與儲(chǔ)備在胚胎期，排卵從初情其開(kāi)始卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體雌性動(dòng)物卵巢胎兒期初情期后合子和第二極體22精子與卵子的發(fā)生比較場(chǎng)所開(kāi)始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸初情期以后先有絲分裂，后減數(shù)分裂4個(gè)精子細(xì)胞變形哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前完成的；而精子是從初情期開(kāi)始的。卵子卵巢、輸卵管性別分化以后先有絲分裂，后減數(shù)分裂1個(gè)卵細(xì)胞，3個(gè)極體不變形23鞏固練習(xí)1.下列不屬于胚胎工程的是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)D.轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)的培育2.有一個(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A′、B與B′兩對(duì)同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）A.1個(gè)B.0或1個(gè)C.2個(gè)D.4個(gè)DB24二、受精1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程。2.場(chǎng)所：輸卵管25一)受精前的準(zhǔn)備階段：1)精子獲能：精子必須在雌性動(dòng)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)卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力。3.過(guò)程：26二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶

頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞

透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子進(jìn)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(jié)合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)27透明帶（zonapellucida）：一層富含糖蛋白的嗜酸性膜，出現(xiàn)在卵母細(xì)胞和卵泡細(xì)胞之間，由二者共同分泌形成。放射冠（coronaradiata）緊貼透明帶的一層柱狀卵丘細(xì)胞，呈放射狀排列。28頂體反應(yīng)獲能以后的精子，在雌性動(dòng)物輸卵管與卵子相遇時(shí)，會(huì)出現(xiàn)精子頂體膨大，精子質(zhì)膜（外膜）和頂體外膜局部融合，并在融合處形成一些泡狀物，隨后脫落，造成精子頂體外膜出現(xiàn)孔洞，使頂體酶釋放出來(lái)，溶解卵子外圍的卵丘、放射冠及透明帶，參與精子與卵子的受精過(guò)程。-------精子入卵29頂體反應(yīng)是受精的先決條件30防止多精入卵的兩道屏障當(dāng)精子越過(guò)放射冠，進(jìn)入透明帶并接觸卵黃膜時(shí)，卵子發(fā)出指令（信號(hào)），阻止后續(xù)的精子進(jìn)入透明帶的一種生理反應(yīng)。透明帶反應(yīng)卵黃膜封閉作用當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入卵黃膜后，會(huì)立即引起卵黃膜的緊縮、增厚，阻止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精，也叫做多精子入卵阻滯。31穿過(guò)放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。32幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過(guò)透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)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(guò)透明帶：33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(shí)向細(xì)胞中部靠攏，并相互融合成一個(gè)細(xì)胞核，這時(shí)稱受精卵。形成受精卵：34雄原核與雌原核接觸,各自的核膜消失、融合,單倍體變成二倍體的合子,受精過(guò)程宣告結(jié)束,一個(gè)新生命宣告開(kāi)始。當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到第二極體受精的標(biāo)志受精完成的標(biāo)志雌雄原核融合成合子哺乳動(dòng)物受精過(guò)程精卵相遇，發(fā)生頂體反應(yīng)，精子穿入放射冠精子接觸并穿過(guò)透明帶，并接觸卵黃膜精子頭部膨脹，同時(shí)卵子完成第二次成熟分裂，釋放第二極體雌雄原核形成核膜消失，兩個(gè)原核融合第一次卵裂即將開(kāi)始透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)釋放頂體酶，溶解卵丘細(xì)胞之間物質(zhì)雄原核雌原核（略?。┞炎邮欠袷芫闹匾獦?biāo)志36精、卵相遇頂體反應(yīng)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(xì)胞（放射冠）穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)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(jìn)入卵37精子進(jìn)入卵后變化①變化②變化③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(dòng)接觸合并形成受精卵38394.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(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。40充滿活力的精子41此時(shí)經(jīng)過(guò)種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關(guān)卡。此時(shí)，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運(yùn)動(dòng)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。42精子試圖進(jìn)入卵子

43此時(shí)，精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了，我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。

44受精卵（第一天）卵裂期桑椹胚(第三天)囊胚囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結(jié)束45受精后8天。胚牙完成“著陸”，微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時(shí)它分裂發(fā)育為幾百個(gè)細(xì)胞。46受精后6星期，人形已隱約可見(jiàn)。這時(shí)，胚胎的心跳每分鐘140－150下，是母親心跳的兩倍。

47人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的照片4849此時(shí)胎兒已長(zhǎng)到20周，他移動(dòng)手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對(duì)吮吸的反映。50515253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(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32個(gè)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54受精卵2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞桑椹胚囊胚原腸胚細(xì)胞不斷分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小32細(xì)胞胚，形似桑椹，每個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育為完整胚胎的潛能，屬于全能細(xì)胞細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化，出現(xiàn)囊胚腔。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層細(xì)胞形成外胚層，下方細(xì)胞形成內(nèi)胚層。55哺乳動(dòng)物三個(gè)胚層的發(fā)育外胚層內(nèi)胚層中胚層表皮及其附屬結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)和感覺(jué)器官骨骼、肌肉內(nèi)臟器官的外膜排泄系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)消化道上皮、呼吸道上皮腺體（如肝、胰等）56囊胚腔原腸腔外胚層中胚層內(nèi)胚層57581.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，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<討論>答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)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8～16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(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。593.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說(shuō)明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識(shí)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。601．有關(guān)卵巢的敘述正確的是()A．所有細(xì)胞都進(jìn)行減數(shù)分裂B．所有細(xì)胞都可以見(jiàn)到染色體C．有的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂D．所有細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都相同鞏固練習(xí)C612．精子變形時(shí)，線粒體集中在尾基部的原因解釋是()A．釋放頂體酶發(fā)生透明帶反應(yīng)B．產(chǎn)生能量促進(jìn)精子運(yùn)動(dòng)C．有利于質(zhì)基因進(jìn)入受精卵D．受細(xì)胞核的擠壓形成B623．哺乳動(dòng)物受