胚胎工程的理論基礎(chǔ)

1、胚胎工程,胚胎工程指對動(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。,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(dòng)物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律,胚胎工程,胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)

2、際是在體外條件下，對動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。因此要了解動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育。,胚胎工程的理論基礎(chǔ),學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、說出生殖細(xì)胞（精子和卵細(xì)胞）的形成過程2、說出受精作用的過程3、概述胚胎的發(fā)育各時(shí)期特點(diǎn),學(xué)生活動(dòng)：閱讀P24-26完成下列問題：,1、精子在什么器官中形成？精子的發(fā)生包括哪幾個(gè)時(shí)期？2、當(dāng)精子產(chǎn)生后發(fā)生什么變化才獲得受精能力？3、精子具有什么樣的形態(tài)和結(jié)構(gòu)？,一.生殖細(xì)胞的形成一）精子的發(fā)

3、生,一、精子的發(fā)生,(3)過程：,(1)場所:(2)時(shí)期:,睪 丸,,初情期,生殖機(jī)能衰退,分四個(gè)階段,精原細(xì)胞形成成熟精子的過程,小知識： 成人睪丸，長約4厘米，寬約3厘米，重量約20克。 每個(gè)睪丸內(nèi)約有300～1000條這樣的小管子，若把它們通通連接起來，大概會(huì)有200～300米長。 估算，成年人每克睪丸組織在每秒鐘內(nèi)可產(chǎn)生 300～600個(gè)精子，每天雙側(cè)睪丸可產(chǎn)生上億個(gè)精子 。,精子的形成過程,著絲點(diǎn)分裂姐妹染色單體分

4、開,1個(gè)精原細(xì)胞(2N),2個(gè)次級精母細(xì)胞(N),同源染色體聯(lián)會(huì)，出現(xiàn)四分體、交叉互換同源染色體分離非同源染色體自由組合,3）、精子的發(fā)生過程（4個(gè)時(shí)期）,,精子成熟后，進(jìn)入附睪中進(jìn)一步發(fā)育并貯藏。附睪中的精子一般沒有受精能力，只有其頭部的糖蛋白被雌性生殖管道分泌物中的酶降解后才具備。（精子獲能）,精子細(xì)胞,精子,1.理清精子細(xì)胞變形成精子的過程。 2.注重精子各組成分別由精子細(xì)胞　　　的哪一部分形成?,1.細(xì)胞核——

5、2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)——,精子細(xì)胞變形中的主要變化：,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(最后脫落),,,頂體,發(fā)育為,演變?yōu)?形成,濃縮成,變?yōu)?精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。,（2）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)____，大小略有____,與動(dòng)物的體形大小____ 。,頭 頸 尾,相似,不同

6、 無關(guān),2、精子發(fā)生的激素調(diào)節(jié),雄性激素是精子發(fā)生調(diào)節(jié)中最為重要因素,1）雄性激素的分泌部位：曲細(xì)精管之間的間質(zhì)細(xì)胞，最重要的雄性激素是睪丸酮。,2）雄性激素的主要功能：刺激雄性生殖器官和精子的發(fā)育與成熟，激發(fā)并維持雄性第二性征。,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

7、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？,問題探討,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(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

8、子細(xì)胞變成精子的過程中，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，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？,二）.卵細(xì)胞的發(fā)生,學(xué)生活動(dòng)：閱讀P27-28內(nèi)容完成下列內(nèi)容：1、卵細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)？2、卵細(xì)胞的形成場所、過程？,1、卵細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),卵細(xì)胞是哺乳動(dòng)物體內(nèi)最大的細(xì)胞，大約是精子體積的100倍。其直徑可達(dá)0．125-0．15毫米，和人的頭發(fā)尖的直徑差不多。,卵呈球形，卵的細(xì)胞膜外面具有外被，其成分主

9、要是糖蛋白，是由卵細(xì)胞或其它細(xì)胞分泌的。在哺乳動(dòng)物中這種外被叫做透明帶，其作用是保護(hù)卵子，阻止異種精子進(jìn)入。透明帶外面還具有由卵丘細(xì)胞形成的放射冠。 卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，核糖體十分豐富，同時(shí)還含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，卵細(xì)胞不能運(yùn)動(dòng)。,卵細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖,1）發(fā)生部位：卵巢、輸卵管 卵子是從卵巢的原始卵泡發(fā)育形成的，婦女一生中全部卵細(xì)胞都是胎兒期增殖生成的。新生兒時(shí)期約有30萬～40萬個(gè)以上的原始卵泡，但是99％的原始卵泡發(fā)育不久就相繼

10、退化消亡，故婦女一生中總共有400至500個(gè)卵泡發(fā)育成熟并排出。,2、卵細(xì)胞的發(fā)生,2）時(shí)間：從胎兒時(shí)期開始（胎兒時(shí)期完成了卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備）從性別分化開始，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)合的過程完成的。,,,,,,,,,,,,卵原細(xì)胞,聯(lián)會(huì),四分體,,初級卵母細(xì)胞,第一極體,,,第二極體,卵細(xì)胞,,次級卵母細(xì)胞,增殖期：,生長期：,成熟期：,原始生殖細(xì)胞,原始卵泡,初級卵母細(xì)胞,卵原細(xì)

11、胞,,,,原始卵泡,成熟卵泡,,初級卵母細(xì)胞,次級卵母細(xì)胞,第一極體,卵細(xì)胞,減Ⅰ,有絲分裂,染色體復(fù)制,被卵泡細(xì)胞包圍,（胎兒時(shí)期完成）,（性成熟以后完成）,,,,,減Ⅱ,,兩個(gè)第二極體,第二極體,3)卵細(xì)胞發(fā)生過程,退化消失,,多數(shù)哺乳動(dòng)物在排卵前后完成減Ⅰ和減Ⅱ前期、中期，在受精后完成減Ⅱ后期、末期，并釋放第二極體。,有絲分裂,染色體復(fù)制,卵原細(xì)胞,多個(gè)卵原細(xì)胞,胎兒時(shí)期,,,,初級卵母細(xì)胞,,,,,,卵泡細(xì)胞,,MⅠ,,,第一極

12、體,次級卵母細(xì)胞,,,,排卵前后,,MⅡ,卵細(xì)胞,第二極體,退化消失,受精,,,合子,,,,,,一般不進(jìn)行MⅡ,,在 完成,受精過程,,卵子發(fā)生過程,卵細(xì)胞受精的標(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)，說明卵細(xì)胞已經(jīng)完成了受精。,3.卵細(xì)胞發(fā)生的激素調(diào)節(jié),卵泡刺激素（FSH）,黃體生成素（LH）,雌激素,卵巢,腦垂體,促進(jìn)卵母細(xì)胞的生長和發(fā)育；使卵泡細(xì)胞釋放更多的雌激素。,使卵泡

13、細(xì)胞釋放更多的雌激素；增高會(huì)引起排卵。,促進(jìn)卵泡生長,1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵細(xì)胞？2.排卵是指卵細(xì)胞從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵細(xì)胞嗎？它在母體的什么部位與精子受精？,剛排出的卵細(xì)胞尚未完全成熟，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。,正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵細(xì)胞。,是指

14、卵細(xì)胞從卵泡中排出。,1.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.1個(gè)精原細(xì)胞可以形成4個(gè)精子C.對多數(shù)家畜來說，精子在睪丸內(nèi)形成的時(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2.一個(gè)卵泡可以形成的卵子數(shù)目是A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè),練習(xí)：,,,3.以下說法正確的是A.哺乳動(dòng)物卵泡的形成是在初情期B.排卵是指排出成熟的卵泡C.排卵實(shí)際上是排出初級卵母細(xì)胞D.排卵

15、實(shí)際上是排出次級卵母細(xì)胞4.下例不屬于精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是A.初級精母、卵母細(xì)胞的形成時(shí)間B.MⅠ和MⅡ的時(shí)間連續(xù)性C.成熟生殖細(xì)胞是否發(fā)生變形D.成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量,,,二.胚胎的發(fā)育,受精作用,1、概念:,2、標(biāo)志:,3、場所:,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、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。,4、過程,,受精前的準(zhǔn)備階

16、段,受精階段,,受精過程,精子獲能,卵子的準(zhǔn)備,,放射冠,雌雄原核形成,透明帶,受精卵的形成,卵黃膜,,,準(zhǔn)備階段1：精子獲能,即精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。,準(zhǔn)備階段2：卵細(xì)胞的準(zhǔn)備,即卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時(shí)，才具備受精能力。,受精階段:1.精子穿越放射冠和透明帶 （1）.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)胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。,（

17、2）.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。,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),受精完成標(biāo)志,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,精子試圖進(jìn)入卵子,精子像一個(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。,區(qū)分受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志,,受精的標(biāo)志在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體。也就是

18、第二極體形成的時(shí)候。 而受精完成的標(biāo)志是雌雄原核融合形成合子。,小結(jié)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。,哺乳動(dòng)物受精過程示意圖,1)精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應(yīng),透明帶反應(yīng)(第一道屏障),2)精子進(jìn)入卵黃膜,卵黃膜封閉作用（第二道屏障）,3)原核形成,雄原核和雌原核形成,4)配子結(jié)合：,雌雄原核融合形成合子(受精卵),5.受精作用的實(shí)質(zhì)和意義,維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定

19、 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。,受精過程完成以后開始進(jìn)行胚胎發(fā)育。,胚胎發(fā)育的過程,胚胎發(fā)育的過程：根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個(gè)階段：受精卵 卵裂（包括2細(xì)胞期、4細(xì)胞期、8細(xì)胞期、16細(xì)胞期、32細(xì)胞期） 桑椹胚 囊胚期 原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三胚層和原腸腔） 幼體。,,,,,,,受精卵,人的胚胎發(fā)育,卵裂期,卵裂期的特點(diǎn),細(xì)胞分裂方式為________細(xì)胞數(shù)目

20、_________每個(gè)細(xì)胞體積_________胚胎總體積______或略有_____有機(jī)物總量_______有機(jī)物種類_________DNA總數(shù)目_____,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,減少,增加,增加,桑椹胚,,囊胚期,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎的附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

21、,囊胚腔,囊胚的形成,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,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。,精子試圖進(jìn)入卵子 瞬間,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚︱胚卵期,囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結(jié)束,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。,受精后6星期，人形已隱約可

22、見。這時(shí)，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的照片,此時(shí)胎兒已長到20周，他移動(dòng)手臂，把手指 放在唇邊，這可以促進(jìn)它對吮吸的反映 。,新生兒,1、下列有關(guān)哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育早期的卵裂期過程的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A. 細(xì)胞數(shù)目不斷增多 B. 細(xì)胞的分裂方式是有絲分裂C. 胚胎中DNA的總量增加D. 每個(gè)細(xì)胞的DNA含量不斷增加，細(xì)胞全能性變小,評價(jià)練習(xí)：,D,2、

23、研究表明，大多數(shù)動(dòng)物如蛙的受精卵在卵裂期隨著卵裂的進(jìn)行胚胎的體積并不增大，但胚胎細(xì)胞核的總質(zhì)量與細(xì)胞質(zhì)的總質(zhì)量（核/質(zhì)）比值卻發(fā)生變化。下列符合卵裂期核質(zhì)質(zhì)量比值變化趨勢的示意圖是( ),,B,A,C,D,A,3.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)基因鯉魚的培育,4.有一個(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A’、B與B’兩對同源染

24、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),D,B,我們有時(shí)會(huì)錯(cuò)誤地以為，得不到的，才是珍貴的，已經(jīng)擁有的，都是廉價(jià)的。得不到的，因?yàn)槿鄙偕钊氲牧私?，它只是一種美好的假象，展示給我們一個(gè)絢麗的外表。如果有那么一天，你距離它近了，知道了它的真相，你才發(fā)現(xiàn)，它和我們擁有的，竟是那么的相似。別把眼光