3.1_体内受精和早期胚胎发育

•如何让普通棉花抗棉铃虫？•如何在短时间内用一根短枝条培育出10万株以上的幼苗？一只母羊一胎只生1~2只羔羊。怎样提高的繁殖速率呢？•操作对象：早期胚胎和配子•技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等•理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律专题3胚胎工程英国人W·希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出两只纯种的安哥拉子免。这是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。比利时兔安哥拉兔1、精子的发生(1)场所:精子的发生是在内的中完成的。(2)时期:(雄性动物)从到。一、精子和卵细胞的发生哺乳动物睾丸示意图睾丸初情期曲细精管生殖机能衰退染色体复制初级精母细胞精原细胞多个精原细胞精子发生的过程第一阶段第二阶段第三阶段有丝分裂MⅡ精子细胞次级精母细胞MⅠ变形精子精子的形态：（1）外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。（2）不同种动物精子的形态____，大小略有____，与动物的体形大小___。头颈尾相似不同无关第三阶段：变形变形中的主要变化：______变为头部的主要部分_______发育为头部的顶体_______演变为精子的尾_______形成尾基部的线粒体鞘其它物质浓缩成_______（球状，最后脱落）细胞核高尔基体中心体线粒体原生质滴提示：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。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：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”。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？二、卵子的发生1、场所：2、时期：卵巢、输卵管性别分化以后3、过程2N2NN2N卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞（被卵泡细胞包围，形成卵泡）胎儿期初级卵母细胞MⅠ次级卵母细胞+第一极体MⅡ合子（受精卵）+第二极体初情期后排卵前后完成在受精过程中完成有丝分裂受精思考：如何判断卵子是否完成受精？透明带卵黄膜生长，透明带形成卵子受精的标志：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。透明带卵黄膜1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？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？它在母体的什么部位与精子受精？刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。是指卵子从卵泡中排出。三、精子与卵子的发生比较场所开始时间细胞增殖方式子细胞数目细胞质是否均等分裂是否变形重要区别精子卵子睾丸卵巢输卵管初情期以后性别分化以后先有丝分裂后减数分裂先有丝分裂后减数分裂4个精子细胞1个卵细胞和3个极体均等分裂不均等分裂变形不变形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；而精子是从初情期开始的。20．以下说法不正确的是A．雄性动物从初情期开始产生精子B．1个精原细胞可形成4个精子C．对多数家畜来说，精子在睾丸内形成时间为两个月左右D．体型大的动物产生的精子多且大二受精精子+卵子=合子（受精卵）1、概念:2、场所:输卵管1）精子获能精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精的能力2）卵子的准备刚排出的卵子尚未完全成熟，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具备与精子受精的能力3、过程3）受精阶段（1）精子穿越放射冠和透明带发生顶体反应，使顶体酶释放出来并溶解卵丘细胞间的物质，精子穿越放射冠接触透明带放射冠是指卵外的卵丘细胞（颗粒细胞）在细胞间有透明质酸组成的基质透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障精子穿过透明带，接触卵黄膜，立即发生透明带反应，防止其它精子进入透明带（2)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障精子被卵黄膜上的微绒毛抱合，精子外膜与卵黄膜相互融合，精子入卵后，立即发生卵黄膜封闭作用，防止其它精子入卵受精（3)雌、雄原核形成精子入卵后,尾部脱落，核膜破裂，形成一个比原核大的雄原核。精子入卵后，被激活的卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核。雌原核一般略小于雄原核。（4)雌雄原核融合形成合子(受精卵)——受精的实质阶段核膜消失，雌雄原核融合在一起，两组核染色体合为一组，形成具有含有二倍体染色体的合子，即受精卵受精卵的细胞核基因是精子和卵子各占一半，而细胞质基因全部是卵子的。①顶体反应：顶体释放顶体酶，溶解卵丘之间的物质。形成精子穿越放射冠的通路。②穿越透明带：顶体酶将透明带溶出一条通道。③透明带反应：精子触及卵黄膜瞬间，产生阻止后来精子进入透明带的生理反应。这是第一道屏障。④精子入卵：卵黄膜表面的大量绒毛将精子抱合，精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵。出现卵黄膜封闭作用的生理反应（第二道屏障）、尾部脱离，原核膜破裂;随后形成新核膜，最后形成雄原核（比原精子核大）。⑤形成雌原核：精子入卵后，激活卵子完成MⅡ，排出第二极体，形成雌原核（略小于雄原核）⑥完成受精：雄、雌核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并。精子入卵后,精子和卵子发生了哪些变化？1、精子入卵后，卵子立即发生卵黄膜封闭作用——防止多精入卵受精的第二道屏障思考与讨论2、精子入卵后,精子尾部脱落，核膜破裂，形成雄原核3、被激活的卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核受精过程中发生了哪些主要的生理反应？顶体反应→透明带反应→卵黄膜封闭作用1、概念:指和结合形成(即)的过程。2、标志:在和的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在内完成的。受精精子受精卵卵黄膜透明带输卵管卵子合子精子穿越和4、过程受精前的准备阶段受精阶段受精过程精子获能准备阶段1：卵子的准备准备阶段2：放射冠雌雄原核形成透明带受精卵的形成精子进入卵黄膜巩固练习在受精作用过程中，体现受精实质的是A、同类生物的精卵互相识别B、精子的头部进入卵细胞C、卵细胞膜增厚并形成受精卵膜D、精子核与卵细胞核互相融合D防止多精入卵的屏障是①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④原有核膜破裂形成新的核膜A．①③B．②④C．③④D．②③哺乳动物受精是在什么结构中完成的A．卵巢B．子宫C．胎盘D．输卵管DD在受精卵中，来自精子和卵细胞且数量相同的是A．线粒体B．DNA分子C．染色体D．RNA分子不同物种动物的精子与卵细胞一般不能自然受精，这与精子和卵细胞膜上的下列哪种物质密切相关A．糖类B．磷脂C．糖蛋白D．载体CC受精卵三胚胎发育1、卵裂期的特点：细胞分裂方式为______细胞数目____胚胎总体积_____或略有___每个细胞体积_____DNA数目_____有机物总量_____有丝分裂增加不增加缩小减小增加减小五、早期胚胎发育桑椹胚2、桑葚胚—32个细胞每一个细胞都具有细胞全能性内细胞团——将来发育成胎儿各组织滋养层细胞——将来发育成胎膜和胎盘内细胞团滋养层囊胚腔囊胚孵化：囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程细胞开始出现分化、具有囊胚腔3、囊胚：桑椹胚4、原肠胚：进一步分化出现原肠腔滋养层内细胞团的表层和下方分化成外胚层和内胚层胎膜和胎盘发育滋养层原肠胚内胚层外胚层原肠腔受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂桑椹胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层胚的发育：受精卵卵裂期桑椹胚（32细胞）囊胚（透明带破裂内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿最初在输卵管内进行有丝分裂早期胚胎发育的几个阶段在透明带内进行有丝分裂充满活力的精子经过种种障碍的精子终于与卵子相遇穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿过放射冠。穿过透明带：几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。精子试图进入卵子生命之吻——只有一名，幸运者才能将自己的遗传物质传递下去形成受精卵精子进入卵子后，其细胞核变大到和卵子细胞核相似，精子细胞核（雄原核）和卵子细胞核（雌原核）同时向细胞中部靠拢，并相互融合成一个细胞核，这时称受精卵。受精卵一边分裂，一边向子宫移动，到达子宫需7-8天受精后8天。胚芽完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。受精后的第三星期别看这小小的胚胎才2毫米长，但它却已具备发育成全身各个器官的原始结构-外、中、内三个胚层了第四星期，与其说像人还不如说像鱼，6毫米长的小生命已经出现脑、脊柱、心脏和肝脏了。新生命的第五周——看啊，眼的雏形出来了！新生命的第六周——四肢和脑都开始初步分化了，真让人激动！这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。新生命的第七周——进一步发育了，看个整体的吧新生命的第九周——胎儿已基本成形，看看手的进一步分化！新生命的第十二周——理论上这时的胎儿已可以独立生活，但其实出世的日子还早。新生命的第二十六周——体内器官的逐步分化和成熟.二十六周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！新生命的第二十八周——请注意体位，现在已经为分娩做好准备了！1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？P67【资料分析】比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。马应选择囊胚阶段的胚胎。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，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，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；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。21．下列叙述不正确的是A．胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的B．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜C．哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系D．早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植22．关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是A．桑椹胚的各种细胞结构功能基本相同B．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是由复制水平上的差异而是由转录水平上的差异引起的BC