31體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育00

1、胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指對動物胚胎工程指對動物早期胚胎或配子早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，所進行的多種顯微操作和處理技術，如如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到獲得的胚胎，還需要移植到雌性雌性動物動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。求。 操作對象：操作對象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子 技術手段：技術手段：胚胎移植、體外受精、胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等 理論基礎：理論基礎：哺乳動

2、物的受精和早期胚胎哺乳動物的受精和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律的發(fā)育規(guī)律3.13.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育一一. .精子和卵子的發(fā)生精子和卵子的發(fā)生 （1 1）發(fā)生場所：睪丸）發(fā)生場所：睪丸 （2 2）時間：）時間： 初情期初情期生殖機能衰生殖機能衰老老1.1.精子的發(fā)生精子的發(fā)生精原細胞精原細胞有絲分裂有絲分裂初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞精子細胞精子細胞精子精子M第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段M精精子子發(fā)發(fā)生生的的過過程程多個精原細胞多個精原細胞染色體復制染色體復制變形變形減減數(shù)數(shù)第第一一次次分分裂裂染染色色體體復復制制減減數(shù)數(shù)第第二二次次

3、分分裂裂精原細胞精原細胞初級精初級精母細胞母細胞次級精次級精母細胞母細胞精細胞精細胞 減減:同源染色體分離同源染色體分離（染色體數(shù)目減半）（染色體數(shù)目減半）減數(shù)分裂基本過程減數(shù)分裂基本過程減減: :姐妹染色單體分離姐妹染色單體分離精子細胞變形中的主要變化：精子細胞變形中的主要變化：1.1.細胞核細胞核2.2.高爾基體高爾基體3.3.中心體中心體4.4.線粒體線粒體5.5.細胞內(nèi)其他物質(zhì)細胞內(nèi)其他物質(zhì)精子頭的主要部分精子頭的主要部分頭部的頂體頭部的頂體精子的尾精子的尾線粒體鞘膜線粒體鞘膜( (尾的基部尾的基部) )原生質(zhì)滴原生質(zhì)滴( (球狀球狀, ,最后脫落最后脫落) )2.2.卵子的發(fā)生卵子的

4、發(fā)生 (1)(1)發(fā)生部位：卵巢發(fā)生部位：卵巢 (2)(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成；卵前后完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結合的過程完成的。子結合的過程完成的。排卵排卵卵原細胞卵原細胞有絲分裂有絲分裂多個卵原細胞多個卵原細胞染色體復制染色體復制初級卵母細胞初級卵母細胞M第一極體第一極體次級卵母細胞次級卵母細胞兩個第二極體兩個第二極體第二極體第二極體卵子卵子退化消失退化消失（3 3）卵子發(fā)生過程）卵子發(fā)生過程M排卵前后排卵前后完成完成在受精在受精過程完過程完成成被卵泡細胞包圍被卵泡細胞包圍, ,形成卵泡形成卵泡胎

5、兒時期完成胎兒時期完成卵子受精的標志：卵子受精的標志： 當在當在卵黃膜和透明帶卵黃膜和透明帶的間隙的間隙可以觀察到可以觀察到兩個極體兩個極體時時，說，說明卵子已經(jīng)完成了受精。明卵子已經(jīng)完成了受精。二、二、受精受精1.1.概念：是精子和卵子結合形成合概念：是精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。子（即受精卵）的過程。2.2.場所：場所：輸卵管輸卵管受精階段受精階段 包括精子包括精子穿越放射穿越放射冠和透明冠和透明帶，進入帶，進入卵黃膜，卵黃膜，原核形成原核形成和配子結和配子結合。合。一一) )受精前的準備階段受精前的準備階段: :1)1)精子獲能精子獲能: :精子必須在雌性動物的精子必須在雌

6、性動物的生生殖道發(fā)生相應的生理變化后殖道發(fā)生相應的生理變化后, ,才獲得受才獲得受精能力的生理現(xiàn)象精能力的生理現(xiàn)象. .2)2)卵子的準備卵子的準備: :在輸卵管中發(fā)育到在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)減數(shù)第二次分裂的中期第二次分裂的中期, ,才具有與精子受精才具有與精子受精的能力的能力3.3.過程：過程：二二) )受精階段受精階段: :1)1)精子穿越放射冠和透明帶精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應頂體反應使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞射冠內(nèi)的卵丘細胞 透明帶反應透明帶反應是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道第一道屏障屏障2)2)精子進入卵黃膜精子進入卵

7、黃膜 卵黃膜封閉作用卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第第二道屏障二道屏障3)3)原核形成原核形成 雄原核形成和雄原核形成和雌雌原核形成原核形成4)4)配子結合配子結合 雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子( (受精卵受精卵) )穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。們首先穿放射冠。 幾個精子同幾個精子同時分解透明帶，時分解透明帶，但只有一個精子但只有一個精子能穿過透明帶進能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當?shù)谌肼炎觾?nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，一個精子進入后，透明帶的穿透性透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，就立即發(fā)生變化，從而

8、阻止其他精從而阻止其他精子穿越透明帶。子穿越透明帶。穿過透明帶：穿過透明帶：此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，精子們膜成為它們第一道需要攻破的關卡。此時，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。隨著精子尾部的運動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。 卵子的外層卵子的外層被一層透明被一層透明的薄膜保護的薄膜保護著，這使它著，這使它看起來像一看起來像一個懸浮在天個懸浮在天體中的漂亮體中的漂亮的星球。的星球。 精子進入精子進入卵子后卵子后

9、, ,其細胞其細胞核變大到和卵核變大到和卵子細胞核相似子細胞核相似, ,精子細胞核精子細胞核( (雄雄原核原核) )和卵子細和卵子細胞核胞核( (雌原核雌原核) )同時向細胞中同時向細胞中部靠攏部靠攏, ,并相互并相互融合成一個細融合成一個細胞核胞核, ,這時稱受這時稱受精卵。精卵。形成受精卵：形成受精卵：4.4.意義意義 維持每種生物維持每種生物前后代前后代體細體細胞中胞中染色體數(shù)目的恒定染色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十對于生物的遺傳和變異十分重要。分重要。經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇精子試圖進入卵子精子試圖進入卵子 此時此時, , 精子的頭已經(jīng)

10、鉆進去了精子的頭已經(jīng)鉆進去了, , 我們還可以看到它的我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。的驅(qū)動下，努力進入卵子。 受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 著陸著陸, ,微微嵌入子宮微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。 受精后受精后6 6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘心跳每分鐘140150140150下是母親心跳的兩倍。下是母親心跳的兩倍。 人類胚胎第人類胚胎第8 8周時在子宮內(nèi)的照片周時在子宮內(nèi)的照

11、片 此時胎兒已長到此時胎兒已長到2020周，他移動手臂，把手指放在周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育胚后發(fā)育胚后發(fā)育幼體幼體性成熟個體性成熟個體受精卵受精卵動物個體動物個體發(fā)育發(fā)育的大致過程的大致過程三三. .胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育受精卵受精卵第一次卵裂第一次卵裂第二次卵裂第二次卵裂第三次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原腸腔原腸腔原腸胚原腸胚外胚層外胚層中胚層中胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層中胚層中胚層原腸胚原腸胚胚的發(fā)育：按照一定的按照一定的次序向內(nèi)運動次序向內(nèi)運動受精卵受精卵卵裂卵裂- -桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚胚胎發(fā)

12、育胚胎發(fā)育受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（內(nèi)含囊胚腔）囊胚（內(nèi)含囊胚腔）原腸胚（內(nèi)含原腸腔）原腸胚（內(nèi)含原腸腔）胎兒形成胎兒形成：在在透明帶內(nèi)透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在：由具有全能性細胞構成，細胞數(shù)在3232個左右，個左右，排列緊密，形似桑椹排列緊密，形似桑椹內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂三三. .胚胎發(fā)育

13、胚胎發(fā)育滋養(yǎng)層滋養(yǎng)層外胚層外胚層中胚層中胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層原腸腔原腸腔卵裂卵裂 精子入卵后，精子入卵后，核膜崩解，核膜崩解，染色質(zhì)去致密；同時染色質(zhì)去致密；同時卵卵母細胞減數(shù)分裂恢復，母細胞減數(shù)分裂恢復，釋放第二極體，釋放第二極體，去致密去致密的精子染色質(zhì)和卵子染的精子染色質(zhì)和卵子染色質(zhì)周圍重新形成核膜，色質(zhì)周圍重新形成核膜，形成雄原核和雌原核。形成雄原核和雌原核。隨受精卵發(fā)育，雌雄原隨受精卵發(fā)育，雌雄原核向卵子中央移動并相核向卵子中央移動并相互靠近并融合，染色質(zhì)互靠近并融合，染色質(zhì)混雜在一起，在微管和混雜在一起，在微管和微絲作用下發(fā)生卵裂。微絲作用下發(fā)生卵裂。早期胚胎發(fā)育的幾個階段早期胚胎發(fā)育

14、的幾個階段桑椹胚：桑椹胚：囊胚：囊胚：原腸胚：原腸胚：桑椹胚：細胞屬于桑椹胚：細胞屬于全能細胞全能細胞。 細胞開始細胞開始分化分化; ;內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團將來發(fā)將來發(fā)育成育成各種組織各種組織, , 滋養(yǎng)層滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜、將來發(fā)育成胎膜、胎盤胎盤; ;出現(xiàn)出現(xiàn)囊胚腔囊胚腔后，進一步擴大會導后，進一步擴大會導致致孵化孵化。原腸胚：內(nèi)細胞團原腸胚：內(nèi)細胞團表皮的細胞表皮的細胞形成形成外外胚層，下方的胚層，下方的細胞形成細胞形成內(nèi)胚層內(nèi)胚層，出現(xiàn)，出現(xiàn)原腸腔原腸腔。1.1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子

15、宮時，應選擇什將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？資料分析資料分析 答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在胚胎雖然最早可在816816細胞階段進入子宮，但為了細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。3.3.為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，為什么說關于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內(nèi)容舉例會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。說明。 提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特