【微课第九期】选修3专题3：3.1 体内受精和早期胚胎发育（老久讲生物-41张ppt）课件

专题3 胚胎工程
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：体外受精、胚胎移植、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎
的发育规律
3.1 体内受精和早期胚胎发育
3.2 体内受精和早期胚胎培养
3.3 胚胎工程的应用和前景
3.1 体内受精和早期胚胎发育
一.精子和卵子的发生
（1）发生场所：
（2）时间：
初情期（青春期）→生殖机能衰退
1.哺乳动物精子的发生
不断产生精子
睾丸
精原细胞
有丝分裂
初级精母细胞
次级精母细胞
精子细胞（含1个染色体组）
精子
MⅠ
第一阶段
第二阶段
第三阶段
MⅡ
精子发生的过程
多个精原细胞
染色体复制和其它物质合成
变形
如何变形？
②尾的发育
(中心体演变为精子的尾)
④细胞质浓缩
③精子头出现
线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘
⑤精子形成
细胞质中的其他物质浓缩成球状，称为原生质滴。
精子的变形
(高尔基体演变为顶体）
精子细胞变形中的主要变化：
1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.细胞内其他物质——
精子头部，顶体后方
顶体
线粒体鞘(尾的基部)
原生质滴(球状,最后脱落)
精子的尾
精子的形态：
成熟精子外形似蝌蚪，分头，颈，尾三部分。
不同种动物精子形态相似，大小略不同，与动物体型大小无关。
讨论一：家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
一、精子在生殖道内的行程，环境的改变及自身能量的枯竭，导致绝大部分死亡或分解，精子的大数量保证了有精子能遇到卵子。成功繁殖后代，是延续物种的一种生理保障机制。
二、精子行进的过程也是自然选择的一种方式，只有最健康和强壮的精子才有机会与卵子受精，也保证了种群繁衍过程中优良性状的存续。
讨论二：精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
细胞核是精子内遗传物质储存和复制的场所，遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。

线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。

精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘，通过尾部的摆动提供前行的动力。
（1）发生场所：
（2）时间：
胚胎性别分化后--生殖机能衰退
2.哺乳动物卵子的发生
卵巢
小知识P63
牛刚出生时，每侧卵巢大约含有15万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵母细胞。出生后能够发育成熟排卵的卵泡只有200个左右，一生产下犊牛约10头（课本是4-5头）左右。哺乳动物卵母细胞的利用率很低。
胎儿期
初情期后
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
+ 第一极体
初级卵母细胞
有丝分裂 数目增多
MⅠ分裂（卵巢）
初级卵母细胞生长透明带形成
减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的
生长、演变
卵泡＝卵泡细胞＋初级卵母细胞
排出的卵子
什么是排卵？排出的卵子是什么时期的细胞？
思考
卵子由卵泡内排出成为排卵。卵子被排往输软管腹壶部。
排出的卵子可能是初级卵母细胞。如：马，犬有些卵子是次级精母细胞和第一极体。如：绵羊、牛等。
排卵的时间在减数第一次分裂完成前后。
精子与卵子的发生比较
睾丸
卵巢
输卵管
初情期
后
胚胎期
性别分
化以后
先有丝分裂
后减数分裂
4个
精子
细胞
1个
卵细胞
3个
极体
变形为蝌蚪形
球形
不变形
精子是从初情期开始的；

而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的
场 所 开始时间 细胞增殖方式 子细胞数目 是否变形 重要区别
精子





卵子




????
二、受精
1、概念:
精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。
2、场所:
输卵管
3、过程：
准备阶段
资料：
张明觉(台，美籍华人)
发现问题：用各种方法处理兔附睾中的精子，无法实现体外受精。什么原因？
观察现象：精子在雌性动物生殖道内运行的时间不长，但必须经过这一时段才能受精。
得到启示：精子在雌性生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力。——1951年，张明觉和奥斯汀发现了“精子获能”现象
研究价值：找到精子在体外获能的物质，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。
受精阶段：
排卵12-24小时，在输卵管壶腹部
精
子
和
卵
子
相
向
运
动
精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠
精子接触并穿过透明带，并接触卵黄膜
精子头部进入卵黄膜，刺激卵子完成MⅡ，释放第二极体
雌雄原核形成，相向移动
核膜消失，两个原核融合
第一次卵裂即将开始
透明带反应
卵细胞膜作用
释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质
卵子是否受精的重要标志
1、精子穿越放射冠和透明带
顶体反应使顶体内的水解酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠和透明带。
透明带反应：精子头部触及卵黄膜的瞬间，透明带固化是防止多精入卵的第一道屏障
2、精子进入卵黄膜
卵细胞膜作用：精子头部进入卵黄膜后，微绒毛合拢阻止其他精子进入，是防止多精入卵的第二道屏障
哺乳动物受精过程
受精完成的标志：透明带与卵黄膜之间出现两个极体。
（刺激卵母细胞完成件数第二次分裂，释放第二极体，第一极体不会进行减数第二次分裂）
3、原核形成： 精子尾部断裂，原生质滴脱落，质膜，核膜破裂，形成雄原核。卵细胞形成，雌原核形成
4、配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
哺乳动物受精过程
受精作用的意义
1、恢复染色体数目（二倍体）
3、决定遗传性别:
Y+X →

X+X →
2、激活卵细胞，启动卵裂。
三、早期胚胎发育
根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：
桑椹胚
特点：有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚
胎总体积并不增加，或略有缩小。
思考：在卵裂过程中，每个细胞的体积，有
机物总量，DNA总量会发生怎样的变化？
卵裂期
细胞分裂方式为
细胞数目
胚胎总体积 ，
每个细胞体积
DNA总量 ，每个细胞的DNA量
有机物总量 ，有机物种类
细胞表面积与体积之比
有丝分裂
不断增加
并不增加，或略有缩小
不断减小
不断增加
不变
不断减少
增加
不断增大
桑 椹
桑椹胚
这个阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞
囊胚
孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎 从其中扩展出来。
内细胞团
出现细胞分化
原肠胚
出现胚层分化
受精卵
桑椹胚
在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减少，DNA增多，有机物减少。
由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
囊胚
内细胞团：发育成胎儿各组织
滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘
原肠胚
胎儿形成
囊胚腔
充满活力的精子
此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。
卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。
感谢同学们的聆听，我们下次再见！