专题三 胚胎工程

专题3 胚胎工程 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 胚胎工程的应用及前景

胚胎工程 操作对象： 技术手段： 理论基础： 结果： ---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，如胚胎移植、体外受精、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。 胚胎是专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体。一般来说，卵子在受精后的2周内称孕卵或受精卵;受精后的第3～8周称为胚胎。 配子是指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生的成熟性细胞。 配子分为雄配子(male gamete)和雌配子(female gamete),动物和植物的雌配子通常称为卵细胞(ova,或egg),而将雄配子称为精子(sperm)。精子相当小，但能够运动，呈蝌蚪...共14次编辑 早期胚胎和配子 胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等 哺乳动物的受精和 早期胚胎的发育规律 操作对象： 技术手段： 理论基础： 结果：

§3.1 体内受精和早期胚胎发育 一、教学目标： 1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 3.认同胚胎工程建立及发展意义。 二、教学重点： 1.哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。 2.哺乳动物的胚胎发育。

充满活力的精子

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。

一、精子的发生 曲细精管 1、场所：睾丸 1、场所： 2、时期：初情期到生 殖功能衰退 2、时期： 3、过程： 3、过程：三个阶段

精子发生的过程 初级精母细胞 次级精母细胞 精子细胞 精子 精原细胞（2N) 多个精原细胞 第一阶段 第二阶段 第三阶段 （2N) MⅠ 有丝分裂 精子发生的过程 多个精原细胞 第一阶段 染色体复制 初级精母细胞 （2N) MⅠ 次级精母细胞 第二阶段 （N) MⅡ 精子细胞 （N) 第三阶段 变形 精子 （N)

第三阶段 变形

精子细胞变形中的主要变化： 第三阶段：变形 细胞核 ______变为精子头的主要部分； _______ 发育为头部的顶体； 便于运动——“减负” 细胞核 ______变为精子头的主要部分； _______ 发育为头部的顶体； _______演变为精子的尾； _______形成线粒体鞘； 其它物质浓缩成_______（球形）。 高尔基体 中心体 线粒体 原生质滴

4、精子的形态： （1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。 头 颈 尾 （2）不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体形大小___。 相似 不同 无关

问题讨论: 1.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？ 提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。 保障有最好的精子与卵细胞受精

2.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？ 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而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膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。

二、卵子的发生 （放射冠） 1、场所： 1、场所： 卵巢。 2、时期： 胚胎在性别分化以后

3、卵子的发生过程 卵原细胞 多个卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 第一极体 卵子 第二极体 退化消失 胎儿期 卵巢 初 情 期 后 有丝分裂 卵巢 多个卵原细胞 染色体复制 被卵泡细胞包围,形成卵泡 初级卵母细胞 初 情 期 后 排卵前后完成 MⅠ 输卵管 次级卵母细胞 第一极体 受精 MⅡ 卵子 第二极体 退化消失 卵子受精的重要标志

项目 精子的发生 卵子的发生 区别 处所 时间 过程特点 结果 是否变形 重要区别 相同点 睾丸 卵巢、输卵管 初情期后 胎儿时期、初情期后 连续的，需变形；细胞质均等分配 MⅠMⅡ是不连续的，不需变形；细胞质不均等分配 4个精子 一个卵子和3个极体 需要 不需要 发生的时期和场所 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半

减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？ 减数第二次分裂是在什么时期什么地方进行？ 2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 减数第一次分裂是在什么时期什么地方进行？ 减数第二次分裂是在什么时期什么地方进行？ 2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？卵子是指什么细胞？它在母体的什么部位与精子受精？ 答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 答：是指卵子从卵泡中排出。 答：刚排出的卵子尚未完全成熟，有的完成第一次减数分裂，有的没有，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵 子是在输卵管内与精子受精的。

哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点（场所、时间、过程特点、结果）？ 哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？ 1）相似点： 最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过减数分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。 2）不同点： 1个精原细胞——4个精子，1个卵原细胞——1个卵子；精子形状为蝌蚪状，卵子为球形。 （关键）哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的，而精子是从初情期开始。

巩固练习 D B 1.下列不属于胚胎工程的是： （ ） A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育 1.下列不属于胚胎工程的是： （ ） D A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育 2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有 （ ） B A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个

D 卵子产生重的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合 过程中完成的 3、下列关于精子的说法，不正确的是 A 精子的发生从初情期开始 B 它与卵细胞的受精发生在子宫内 C 精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体 D 精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落 4、下列有关卵子产生的说法中，正确的是 A 哺乳动物卵泡的形成是在初情期 B 排出成熟卵细胞的过程即为排卵 C 卵子形成是的分裂过程均在卵巢内完成 D 卵子产生重的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合 过程中完成的

5、下图表示卵子的发生过程，与此相关的论述中，不合理的是 A 图中A是第一极体，B是合子，E是指受精，阶段C是指胎儿期，阶段D是指初情期

6 初级卵母细胞的第一次减数分裂完成的时间 和部位分别是在 7 下列关于促进动物大量排卵的叙述中，正确的是 A 给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵 B 给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素， 使其超数排卵 C 给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵 D 给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素， 排卵前后，卵巢内

三、受精 1、概念: 1、概念: 指精子和卵子结合形成合 子 (即受精卵)的过程。 2、标志: 在卵黄膜和透明带的间隙 观察到两个极体时。 1、概念: 指精子和卵子结合形成合 子 (即受精卵)的过程。 2、标志: 在卵黄膜和透明带的间隙 观察到两个极体时。 2、标志: 3、场所: 输卵管。 3、场所:

4、过程 受精前的准备阶段 受精阶段 精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 准备阶段1：精子获能 准备阶段2：卵子的准备 卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。 受精阶段

精子经过哪些困难才能与卵子结合呢？ 1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应--- 顶体内的酶释放，溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质和透明带。 穿越透明带，接触卵黄膜--- 透明带反应（第一道屏障）

精子穿越 放射冠和透明带 进入卵黄膜 原核形成 配子结合

精、卵相遇 顶体反应 顶体酶释放 溶解卵丘细胞 （放射冠） 接触透明带 穿越放射冠 顶体酶溶解透明带 穿越透明带 接触卵黄膜 形成第一道屏障（作用 ） 产生透明带反应 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜融合 精子进入卵

激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体 变化③ 形成雌原核 变化① 产生卵黄膜封闭作用 形成第二道屏障 （作用？） 精子进入卵后 变化② 尾部脱离核膜破裂 形成受精卵 形成雄原核 发育 移动 接触 合并 激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体 变化③ 形成雌原核

当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。 卵子受精的标志： 当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。 区分受精的标志和受精完成的标志 受精的标志是第二极体的形成，也就是减数分裂的第二次分裂形成的最后极体； 而受精完成的标志是雌雄原核形成合子，才是受精完成的标志。

5.受精作用的实质和意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。

四、胚胎发育

受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚（内含囊胚腔） 原肠胚（内含原肠腔） 胎儿形成 中胚层 外胚层 内胚层 原肠腔 ：最初在输卵管进行有丝分裂 ：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。 桑椹胚 ：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（内含囊胚腔） 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 中胚层 外胚层 内胚层 原肠腔 原肠胚（内含原肠腔） 胎儿形成

五、总结和反馈练习：

经过种种障碍的精子终于与卵子相遇

精子试图进入卵子 瞬间

精子试图进入卵子 瞬间 此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头， 在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。

穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。

防止多精入卵的两道防线 透明带反应： 卵黄膜封闭作用： ---当第一个精子穿越透明带接触卵黄膜时，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子进入透明带。 卵黄膜封闭作用： ---当第一精子进入卵黄膜后，卵黄膜立刻紧缩、增厚、阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精。

精子进入卵子后,原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。 卵子被激活完成减二分裂，排出第二极体，形成雌原核。 两者向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。

受精卵（第一天）

卵裂期

卵裂期

桑椹胚(第3天)

囊胚 囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束

受精后8天。胚牙完成"着陆",微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。

受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。

此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。