3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

專題3:胚胎工程§3.1體內(nèi)受精和胚胎工程

胚胎工程指對(duì)動(dòng)物

或

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

，還需要移植到

動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。早期胚胎配子雌性胚胎操作對(duì)象：技術(shù)手段：理論基礎(chǔ)：早期胚胎和配子胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等哺乳動(dòng)物的受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律一、精子的發(fā)生1、場(chǎng)所：2、時(shí)期：3、過程：

睪丸

從初情期開始直到生殖功能衰退

發(fā)生的過程大體可分為三個(gè)階段曲細(xì)精管1、場(chǎng)所：2、時(shí)期：3、過程：MⅡ精細(xì)胞精原細(xì)胞有絲分裂精原細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子變形變形變形變形精子形成的過程MⅠ初級(jí)精母細(xì)胞復(fù)制初級(jí)精母細(xì)胞的形成精子細(xì)胞的生成精子細(xì)胞變形成精子第１階段第２階段第３階段E、精子的形成原生質(zhì)滴尾線粒體鞘頂體C、精子頭的出現(xiàn)B、尾的的發(fā)育發(fā)育中的頂體發(fā)育中的尾(中心體)D、細(xì)胞質(zhì)濃縮線粒體細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)A、頂體的發(fā)生高爾基體下回精子細(xì)胞變成精子示意圖發(fā)育為演變?yōu)樾纬稍|(zhì)滴(球狀)精子細(xì)胞變形中的主要變化變?yōu)榧?xì)胞核高爾基體中心體線粒體細(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)

不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動(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，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問題討論:（3）牛的初級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過兩次分裂產(chǎn)生的細(xì)胞是（）A、次級(jí)精母細(xì)胞B、精細(xì)胞C、精子D、次級(jí)卵母細(xì)胞（4）以下說法不正確的是A、雄性動(dòng)物從初情期開始產(chǎn)生精子B、一個(gè)精原細(xì)胞可以形成四個(gè)精子C、精子在睪丸內(nèi)形成時(shí)間為兩個(gè)月左右D、動(dòng)物體型大的產(chǎn)生的精子多且大二、卵子的發(fā)生1、場(chǎng)所：2、時(shí)期：

卵巢

性別分化以后（放射冠）1、場(chǎng)所：2、時(shí)期：卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞MⅠMⅡ有絲分裂減數(shù)分裂的過程三個(gè)極體閱讀教材：1、分析討論此過程哪一段是在胎兒期完成的？其發(fā)生的時(shí)間和場(chǎng)所，最后形成什么？2、分析研究減數(shù)分裂在哺乳動(dòng)發(fā)育的什么時(shí)期完成？

MⅠ和MⅡ進(jìn)行的時(shí)間和場(chǎng)所是否相同？如果不同分別怎樣？胎兒期透明帶卵黃膜卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞有絲分裂

初級(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞第一極體第二極體時(shí)間：排卵前后M

Ⅰ生長(zhǎng)，透明帶生成第一極體MⅡ發(fā)生時(shí)間:受精時(shí)發(fā)生地點(diǎn):輸卵管合子和兩個(gè)極體受精初情期后受精的標(biāo)志出現(xiàn)兩個(gè)極體卵原細(xì)胞發(fā)生時(shí)間：胎兒期，地點(diǎn)：卵巢多個(gè)卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞ＭⅠ在雌性動(dòng)物排卵前后完成次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體ＭⅡ在受精過程中完成地點(diǎn)：輸卵管

合子和兩個(gè)極體有絲分裂初情期后在卵黃膜和透明帶間隙有兩個(gè)極體是卵子是否受精的重要標(biāo)志思考：1.卵子是否受精的重要標(biāo)志是什么？減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中3.排出的卵子是什么時(shí)期的細(xì)胞？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次極卵母細(xì)胞，例如豬、羊，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，例如馬、犬。2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？1.一個(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？

正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。

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？尚未完全成熟輸卵管討論探究展示：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)過兩次細(xì)胞分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子或卵子。相似點(diǎn)：精子和卵子的發(fā)生有何異同?精子與卵子的發(fā)生比較同步訓(xùn)練：（4）一個(gè)卵泡中能形成成熟的卵子的個(gè)數(shù)是（）A．１B．2C．４D．８（5）排卵是指（）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

（6）排卵時(shí)，細(xì)胞處于（）時(shí)期A．卵原細(xì)胞B．初級(jí)卵母細(xì)胞C．成熟卵細(xì)胞D.次級(jí)卵母細(xì)胞課堂小結(jié)場(chǎng)所：睪丸的曲細(xì)精管時(shí)間：從初情期開始，到生殖機(jī)能衰退精子的發(fā)生1）精原細(xì)胞→多個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞通過數(shù)次有絲分裂

2）1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞→2個(gè)

細(xì)胞→4個(gè)精子細(xì)胞（通過減數(shù)分裂，即MI和MII）3）精子細(xì)胞→精子（通過變形）

場(chǎng)所：卵巢時(shí)間：從

時(shí)期開始（胎兒時(shí)期完成了

的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備）卵子的發(fā)生1）卵原細(xì)胞→初級(jí)卵母細(xì)胞2）1個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞→1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞＋第一極體（排卵前后完成）

3）1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞→1個(gè)卵子＋第二極體（

過程中完成）次級(jí)精母細(xì)胞性別分化以后卵泡受精謝謝四、受精1、概念: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(gè)極體時(shí)。3、場(chǎng)所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。4、過程受精前的準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備準(zhǔn)備階段一：剛剛排出的精子，能不能立即與卵子受精？不能。要經(jīng)歷怎樣的生理變化呢？必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。這一生理現(xiàn)象叫什么？精子獲能。準(zhǔn)備階段二：卵子的準(zhǔn)備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)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。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。穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過透明帶進(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。穿過透明帶：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：減數(shù)分裂減數(shù)分裂雄性個(gè)體精子雌性個(gè)體卵子受精卵新個(gè)體受精作用細(xì)胞分裂組織分化個(gè)體發(fā)育器官形成生殖

受精卵經(jīng)過細(xì)胞分裂、組織分化、器官形成而發(fā)育成新個(gè)體的過程5.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。在受精作用過程中，體現(xiàn)受精實(shí)質(zhì)的是（）A、同類生物的精卵互相識(shí)別B、精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞C、卵細(xì)胞膜增厚并形成受精卵膜D、精子核與卵細(xì)胞核互相融合D胚胎發(fā)育1、卵裂期的特點(diǎn)：細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____胚胎總體積_____或略有___每個(gè)細(xì)胞體積_____DNA數(shù)目_____有機(jī)物總量_____有絲分裂增加不增加縮小減小增加減小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2、早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔典例分析下圖表示蛙的受精卵發(fā)育至囊胚過程中，DNA總量、每個(gè)細(xì)胞體積、所有細(xì)胞體積之和、有機(jī)物總量的變化趨勢(shì)(橫坐標(biāo)為發(fā)育時(shí)間)。其中正確的是()

A．①②B．①③C．②④D．③④A1.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>馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。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。3.為什么說關(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。3、卵子的成熟部位和受精部位正確的是（）A、卵巢、卵巢B、卵巢、輸卵管C、輸卵管、輸卵管D、輸卵管、子宮4、下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是（）

A、初級(jí)精母、卵母細(xì)胞形成時(shí)間

B、MⅠ分裂和MⅡ分裂的時(shí)間連續(xù)性

C、成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形

D、成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量CD4、下圖表示卵子發(fā)生過程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題。卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞卵原細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞+A+B第二極體④EC（1）圖中A是，B是，E是指作用，階段C指，階段D是指（2）當(dāng)觀察到第二極體時(shí)，可以表明

（3）能發(fā)生染色體的著絲點(diǎn)分裂的階段是（填序號(hào)）（4）①階段存在的變異方式是第一極體合子受精胎兒期初情期卵子己完成了受精①④基因突變、染色體變異D思考：陸生生物起源于水生生物，只要將哺乳動(dòng)物的卵子和精子同時(shí)放入水溶液中，自然會(huì)受精融合形成受精卵。你是否贊同？精子在雌性生殖道內(nèi)是如何獲能的？不贊同。因?yàn)椴溉閯?dòng)物具有“精子獲能”現(xiàn)象，在體外必須有使其獲能的物質(zhì)，才能使其與卵子受精。精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當(dāng)精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精