资源简介

(共25张PPT)
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎—般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？
从社会中来
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
国家统计局数据显示，我国结婚登记女性的年龄占比中，35岁及以上非最佳育龄妇女的占比正逐年增加。晚婚晚育与不孕不育增加的趋势也高度重合。目前，我国育龄夫妇的不孕不育率已经攀升至约12%-18%。这些夫妇特别想要一个自已的孩子，有什么好的建议能让他们实现心愿么？
1988年3月10日，当张丽珠教授手托婴儿头、取出婴儿时，一阵清脆的婴儿啼哭声把医护人员震得心花怒放。
试管婴儿
张丽珠和长大后的郑萌珠合影
胚胎工程：指对生殖细胞、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。
体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作对象：
技术手段：
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
工程实质：
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，并未改变个体发育的实际规律
理论基础：
哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律
胚胎工程概述
2.3 胚胎工程
1
胚胎早期发育的基本过程
2
受精的基本过程
2.3 胚胎工程
一、胚胎工程的理论基础
一 、胚胎工程的理论基础
（一） 受精
认真阅读P56-57，思考下列问题：
1. 受精的场所？包括几个阶段？
2. 什么是精子获能？精子获能是指精子获得能量吗？精子获能的方法？研究精子获能机制的意义？
3.成熟精子的结构？精子的结构特性与其功能有什么相关性？
4. 排出的卵子是成熟的卵细胞吗？卵子成熟的场所？卵子发育至哪个时期才具备受精的能力？
5. 防止多精入卵的屏障有哪些？
6.受精的标志？受精完成的标志？
精原细胞
精子
：指精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
（1）概念
（3）过程
准备阶段
受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
卵原细胞
第一极体
第二极体
卵细胞
（2）场所
：输卵管
1、受精
精子、卵子的形成
知识回顾
准备阶段1：精子获能
（1）概念：
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。
（3）研究精子获能机制的意义：
实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为 的建立奠定了基础。
体外受精技术
（2）获能方法：
*获能液的成分因动物种类不同而有所差异；
*获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等；
直接利用 使精子获能；
将精子培养在 中使其获能（体外）
雌性动物生殖道
人工配制的获能液
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。
头
颈
线粒体鞘
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
（4）成熟精子结构
（细胞核）
（中心体）
顶体（高尔基体）
思考：精子的结构特性与其功能有什么相关性？
线粒体鞘→精子运动提供能量；
头部→遗传物质储存场所
但他们都要在 进一步发育成熟，到 时，才具备与精子受精的能力。
准备阶段2—卵子的准备
卵子
卵泡
卵子一般在排出______后才能被精子穿入
2-3h
注：卵子发生的场所：卵巢。
成熟于输卵管
MⅡ期
输卵管内
卵子结构（次级卵母细胞）
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。
精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带
释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构
精子接触卵细胞膜
透明带反应
精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核
精子入卵
卵细胞膜反应
精子触及卵细胞膜的瞬间，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
防止多精入卵的两个屏障
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。与此同时，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核
雄原核
雌原核
放出第二极体
第一极体
受精过程：
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵。
第一次卵裂即将开始
雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。
受精过程
受精完成的标志：
雌雄原核形成合子
受精的标志：
观察到透明带和卵细胞膜之间两个极体或者雌雄原核
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
思考：受精过程体现了细胞膜的什么功能？
下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子( 　　)
C
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，分别是第一极体和第二极体
牛刀小试
认真阅读P58和图2-21，思考下列问题：
1、早期胚胎发育的过程？
2、卵裂期胚胎总体积变化？有机物总量、有机物种类等的变化？
3、细胞分化发生在哪个阶段？
5、囊胚阶段内细胞团会发育成什么？滋养层呢？
6、什么是孵化？ 孵化的意义？
（二）胚胎早期发育
（二）胚胎早期发育
场所：
输卵管和子宫
受精卵
卵裂
桑葚胚
囊胚
原肠胚
过程：
原肠胚
2细胞
4细胞
8细胞
桑葚胚
囊胚
原肠胚
受精卵
1.卵裂
（1）概念：
胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂
（2）场所：
透明带内
（3）分裂方式：
有丝分裂
（4）特点：
细胞数量-------------，胚胎总体积________
每个细胞体积________
DNA总数目_______
每个细胞的核DNA数目_____
有机物总量_____，有机物种类_____
不断增加
并不增加
不断减小
不断增加
不变
减少
增加
桑葚胚
2.桑葚胚
（1）概念：
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。
（2）特点：
这一阶段及之前的每一个细胞都具细胞全能性
桑葚胚→囊胚形成
3、囊胚
（1）概念：
胚胎进一步发育，细胞开始出现____，形成________、______；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有____的囊腔—______，这个时期的胚胎。
分化
内细胞团
滋养层
液体
囊胚腔
（2）特点：
细胞开始出现分化
（3）结构
内细胞团：
滋养层：
囊胚腔
将来发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘
*内细胞团细胞具有全能性
（4）孵化：
囊胚进一步扩大，会导致_______破裂，胚胎从_______中________的过程。
透明带
伸展出来
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
4、原肠胚
囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。表面细胞层为外胚层，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再内、外两个胚层之间形成中胚层，同时由内胚层包围形成一个空腔叫做原肠腔。这三个胚层将逐渐分化形成不同的组织、器官、系统
总结：早期胚胎的发育过程
原肠胚
2细胞
4细胞
8细胞
桑椹胚
原肠胚
受精卵
2细胞
4细胞
8细胞
受精卵
囊胚
这一阶段及之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。
细胞开始出现分化
内细胞团：
滋养层：
囊胚腔：
将来发育成胎儿的各种组织
将来发育成胎膜和胎盘
囊胚
三个胚层将逐渐分化形成不同的组织、器官、系统
卵
裂
桑葚胚
不同动物受精卵进入子宫的时间
输卵管
子宫
动物 种类 进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段 天 发育阶段
小鼠 3 桑葚胚
绵羊 3~4 16细胞
猪 2~2.5 4~6细胞
马 6 囊胚
牛 4~5 8~16
思考·讨论
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的？如果换成牛又该怎样处理？
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植；
牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8-16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常发育到囊胚阶段的胚胎进行移植；
3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的而研究，会为胚胎工程提供理论基础？
人们正是在认识自然受精和早期胚胎发育的规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试管中完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等
【课堂小结】
受精
早期胚胎发育
受精前的准备
精子和卵子的结构
受精的过程
精子穿越透明带
囊胚
原肠胚
精子进入细胞膜
雌雄原核的形成
核膜重构成受精卵
卵裂
桑葚胚
胚胎工程的理论基础
一、概念检测
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
×
×
√
A
练习与应用（P59）
二、拓展应用
1. 精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性
线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
练习与应用（P59）
2. 精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗

展开更多......

收起↑