第一節(jié)體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

第一節(jié)體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日一、胚胎工程簡介胚胎工程：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，以滿足人類大各種需求。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)律植物細(xì)胞工程技術(shù)：植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交胚胎工程的建立一、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。第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、精子的發(fā)生1、精子的發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期——生殖機(jī)能衰老2、精子發(fā)生的過程第一階段：精原細(xì)胞多個精原細(xì)胞

初級精母細(xì)胞第二階段：初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞第三階段：精子細(xì)胞精子有絲分裂染色體復(fù)制MIMII變形第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、精子的發(fā)生3、精子細(xì)胞變形中的主要變化

(1)、細(xì)胞核——精子頭的主要部分

(2)、高爾基體——頭部的頂體

(3)、中心體——精子的尾

(4)、線粒體——線粒體鞘膜(尾的基部)

(5)、細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)——原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落)注意：不同動物的精子形態(tài)相似、大小不同，動物精子的大小與動物的體型大小無關(guān)，多數(shù)家畜精子在睪丸內(nèi)形成的時間為兩個月。第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日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？不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，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。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？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(jī)”。問題討論二、精子的發(fā)生第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日1、卵子的發(fā)生

(1)發(fā)生部位：卵巢

(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程完成的。三、卵子的發(fā)生第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日三、卵子的發(fā)生2、卵子的發(fā)生過程第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、卵子發(fā)生過程中的注意事項：卵子發(fā)生在卵巢內(nèi)完成，正常情況下，1個卵泡只能形成1個成熟的卵子；胚胎性別分化后，胎兒時期卵原細(xì)胞增殖，演變?yōu)槌跫壜涯讣?xì)胞（形成卵泡）；動物排卵前后完成減數(shù)第一次分裂，排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出；剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟（極體也進(jìn)入）；減數(shù)第二次分裂的中期，次級卵母與精子在輸卵管內(nèi)結(jié)合完成受精過程；第二次分裂在精子和卵子結(jié)合的過程中完成；判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志是卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到2個極體。三、卵子的發(fā)生第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日1、一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？

正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。2、排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？

是指卵子從卵泡中排出。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？

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)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。4、卵子受精的標(biāo)志與受精完成的標(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。受精完成的標(biāo)志是雌雄原核融合。三、卵子的發(fā)生問題討論第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日5、哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點和不同點相似之處：細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之處：由一個精原細(xì)胞分裂最后可產(chǎn)生多個精子；一個卵原細(xì)胞最后只能生成一個卵子；精子的形狀為蝌蚪狀，卵子為球形。特別提醒：精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒出生前完成。三、卵子的發(fā)生問題討論第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日1、概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。2、場所：輸卵管3、過程：1)、受精前的準(zhǔn)備階段: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。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。四、受精第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、過程：1)、受精前的準(zhǔn)備階段:2)、受精階段: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。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。原核形成：雄原核形成和雌原核形成配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)四、受精第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日四、受精穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。穿過透明帶：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)谝粋€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。3、過程：第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日形成受精卵：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。四、受精3、過程：4、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。第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日五、胚胎發(fā)育受精后8天，胚胎嵌入子宮內(nèi)膜，分裂為幾百個細(xì)胞。第一次卵裂，形成２個細(xì)胞受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日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)行有絲分裂滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔五、胚胎發(fā)育第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日資料分析<討論>五、胚胎發(fā)育1、表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高？馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。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？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，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。3、為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(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。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。第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日六、隨堂練習(xí)1.一個卵泡中能形成成熟的卵子的個數(shù)是（A

）

A.1B.2C.4D.82.排卵是指（B

）

A.卵泡從卵巢中排出B.卵子從卵泡中排出

C.卵子從卵巢中排出D.卵子從輸卵管中排出3.排卵時，細(xì)胞處于（D

）時期

A.卵原細(xì)胞B.初級卵母細(xì)胞C.成熟卵細(xì)胞D.次級卵母細(xì)胞4.初級卵母細(xì)胞的第一次減數(shù)分裂完成于（A

）

A.排卵前后，在卵巢內(nèi)B.受精前，在卵巢內(nèi)

C.排卵前后，在輸卵管D.受精時，在輸卵管內(nèi)5.次級卵母細(xì)胞的第二次成熟分裂完成于（D

）

A.排卵前，在卵巢內(nèi)B.受精前，在輸卵管內(nèi)

C.排卵后，在腹腔內(nèi)D.受精時，在輸卵管內(nèi)第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日六、隨堂練習(xí)6.內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（ICM）出現(xiàn)于（C

）

A.原腸胚期B.卵裂時C.囊胚期D.桑椹胚期7.（02上海）精原細(xì)胞增殖的方式是（D

）

A.無絲分裂B.有絲分裂C.減數(shù)分裂D.有絲分裂和減數(shù)分裂8.下列關(guān)于生精細(xì)胞的論述中，哪一項是錯誤的（C

）

A.精原細(xì)胞不斷分裂，一部分作為干細(xì)胞，一部分分化為初級精母細(xì)胞

B.精母細(xì)胞經(jīng)歷兩次成熟分裂

C.精子是由精子細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂來的

D.精子細(xì)胞與精子的染色體數(shù)目是相同

E.次級精母細(xì)胞中有22條常染色體及二條性染色體9.進(jìn)行第二次減數(shù)分裂（成熟分裂）后形成的細(xì)胞是（D

）

A.精子B.精原細(xì)胞C.初級精母細(xì)胞

D.次級精母細(xì)胞E.精子細(xì)胞第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日六、隨堂練習(xí)10.關(guān)于次級精母細(xì)胞的描述，哪一項是錯誤的（E

）

A.由初級精母細(xì)胞經(jīng)第一次成熟分裂而來

B.一次分裂后形成兩個精子細(xì)胞

C.存在的時間很短D.染色體數(shù)目為23+X或YE.細(xì)胞體積最大11.細(xì)胞內(nèi)沒有同源染色體的是（D

）

A.肌細(xì)胞B.精原細(xì)胞C.初級精母細(xì)胞D.次級精母細(xì)胞12.哺乳動物的卵細(xì)胞比精子大得多，其生物學(xué)意義是（B

）

A.有利于受精作用B.有利于胚胎發(fā)育

C.有利于胚后發(fā)育D.有利于減數(shù)分裂13.透明帶破裂發(fā)生于（C

）

A.原腸胚期B.卵裂時C.囊胚期D.桑椹胚期14.受精卵的細(xì)胞分裂稱（A

）

A.卵裂B.無絲分裂C.減數(shù)第一次分裂D.減數(shù)第二次分裂第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日六、隨堂練習(xí)15.透明帶反應(yīng)發(fā)生在（D

）

A.排卵時B.精子與放射冠接觸時

C.頂體釋放酸性水解酶后D.精子進(jìn)入卵子后16.關(guān)于受精，何項錯誤（B

）

A.受精發(fā)生在輸卵管

B.受精前精子和卵子已完成第二次成熟分裂

C.精子細(xì)胞膜與卵子細(xì)胞膜融合

D.精子進(jìn)入卵子后，發(fā)生透明帶反應(yīng)17.