资源简介

(共24张PPT)
聚焦
学习目标：
1.受精过程
2.早期胚胎发育
第3 节 胚胎工程
第1课时 胚胎工程的理论基础
胚胎工程
对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
操作对象
技术种类
工程实质
理论基础
动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
一.受精
1.概念：
精子和卵细胞结合形成合子（受精卵）的过程。
思考讨论：
1)受精作用的发生体现了细胞膜的什么功能？
体现了细胞膜的什么特点？
2)受精卵的细胞核和细胞质的遗传物质来源分别是？
2.场所：
3.过程
输卵管
①受精前的准备阶段
②受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
相互识别、融合
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
精子的形成过程
（整个过程连续进行，不间断）
头
颈
线粒体鞘
尾
顶体
（高尔基体）
（细胞核）
（中心体）
③精子头出现
④细胞质浓缩
①顶体的发生
②尾的发育
⑤精子形成
①高尔基体→头部的顶体
②中心体→精子的尾部
③线粒体→精子尾基部的线粒体鞘
④其他物质→原生质滴（最后脱落）
①高尔基体→头部的顶体
②中心体→精子的尾部
③线粒体→精子尾基部的线粒体鞘
④其他物质→原生质滴（最后脱落）
便于运动
——“减负”
精子的形成过程
1)准备阶段1：精子获能
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须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，这一生理现象称为“精子获能”。
张明觉，美籍华人，生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人。
1951年发现“精子获能”现象，被人们誉为“试管婴儿”的先驱。
a.直接利用雌性动物的生殖道
b.培养在人工配制的获能液
①精子获能的方法：
常见的有效成分有：肝素、Ca2＋载体
头
颈
线粒体鞘
（细胞核）
尾
不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。
②意义：实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了重要基础。
【资料】
动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，就通过有丝分裂的方式不断增加其数量，并进一步演变成为初级卵母细胞。这时，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。
排卵：初情期时，雌性动物卵泡破裂，次级卵母细胞连同透明带、放射冠与卵泡液一起从卵巢排出的过程。
2)准备阶段2：卵子的准备
【资料】
MⅠ前的间期是在胎儿期完成的；
MⅠ(减数第一次分裂)是在雌性动物排卵前后完成的；
MⅡ是在精子与卵子结合的过程中完成的。
2)准备阶段2：卵子的准备
02
卵细胞的形成是一个不连续的过程
特点①
2)准备阶段2：卵子的准备
2)准备阶段2：卵子的准备
卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ中期，才具备与精子受精的能力。
特点②：动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
精子接触卵细胞膜
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）
透明带反应
释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构
雄原核
第一极体
第二极体
雌原核
精子入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核；
同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核。
卵细胞膜反应
防止多精入卵的两个屏障
雌、雄原核靠近
雌雄原核融合，形成合子
透明带和卵细胞膜的间隙有两个极体或者雌、雄原核
③受精的标志：
④受精完成的标志：
核膜消失，第一次卵裂即将开始
精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。
精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。
课堂小结
受精
精子获能
受精前的准备
卵子准备
刚排出的精子必需在雌性动物的生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”
卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ中期，才具备与精子受精的能力
精子获能的方法：①利用雌性动物的生殖道；②将精子培养到获能液(Ca2+载体、肝素等) 中使其获能
精子穿过卵细胞外结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核。
雌雄原核靠近
核膜消失，雌雄原核融合，形成合子
受精卵
2细胞
8细胞
桑葚胚
4细胞
胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
卵裂
项目 变化
细胞数目
胚胎总体积
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
物质种类
增加
减小
增多
不变
减少
增多
不增加
二.胚胎早期发育
1.卵裂(期)
受精卵→桑葚胚
受精卵
2细胞
8细胞
桑葚胚
4细胞
卵裂
2)细胞未分化，具有全能性；属于全能干细胞(胚胎干细胞)。
特点
2.桑葚胚(期)
1)细胞数目通常达到32个，排列致密，形似桑葚。
受精卵
2细胞
8细胞
桑葚胚
孵化
4细胞
卵裂
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
囊胚
3.囊胚(期)
囊胚：胚胎进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。
内细胞团
囊胚腔
滋养层
透明带
沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。
1)内细胞团
2)滋养层细胞
聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。
囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。
原肠胚
囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。
原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。
随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。
这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等，最终形成胎儿。
4.原肠胚(期)
滋养层
内胚层
外胚层
原肠腔
外胚层：
表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官
中胚层：
皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统
内胚层：
消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体
拓展：原肠胚三胚层的发育
小结and拓展：胚胎发育 vs 个体发育
全能细胞
细胞分化
幼体
继续分化
出生发育
性成熟个体
孵化
卵裂期
胚胎发育
胚后发育
个体发育
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
外胚层
中胚层
内胚层
（原肠腔）
特别提醒
1.胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化限度最大的阶段，但细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中。
2.桑葚胚及以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期。
3.桑葚胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。
4.卵裂期和桑葚胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。
5.囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞（以后发育成胎盘、胎膜，与母体建立联系）从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。
受精
精子获能
受精前的准备
卵子准备
MⅡ期具备受精能力
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
精子穿过卵细胞外结构
精子接触卵细胞膜
精子入卵称为雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核
雌雄原核靠近
核膜消失
桑葚胚
受精卵
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
囊胚
原肠胚
卵裂
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
孵化
内细胞团
滋养层
组成个体的各种组织细胞
胎盘、胎膜等胚外组织细胞
外胚层内胚层中胚层
课堂小结
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
1)在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
2)精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。
3)精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（ ）
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
3.下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，不正确的是( )
A.卵细胞膜反应是防止多精入卵的一道屏障
B.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
C.卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，但细胞质均等分配
D.精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数分裂Ⅱ
4. 如图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个不同的发育阶段，下列叙述不正确的是( )
A.①过程发生了同源染色体的分离和自由组合
B.②过程细胞通过有丝分裂的方式增殖，单个细胞体积减小
C.a中含有全能细胞
D.④过程不同细胞基因的表达存在差异

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