高三生物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

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早期胚胎或或配子配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到還需要移植到雌性雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。滿足人類大各種需求。 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：哺乳動物

2、的受精卵和早期胚胎：哺乳動物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律的發(fā)育規(guī)律一一. .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退退1.1.精子的發(fā)生精子的發(fā)生第階段第階段初級精母細胞的形成初級精母細胞的形成精原細胞精原細胞初級精初級精母細胞母細胞 數(shù)次有數(shù)次有絲分裂絲分裂大量精原大量精原細胞細胞染色體染色體復制物復制物質(zhì)合成質(zhì)合成有絲分裂有絲分裂 第階段第階段： 精子細胞的生成精子細胞的生成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MMM減數(shù)分裂減數(shù)分裂精子細胞精子細胞精子精子精子細胞精

3、子細胞精子精子自主閱讀自主閱讀: : 1. 1.理清精子細胞變形成精子的過程理清精子細胞變形成精子的過程. . 2. 2.注重精子各組成分別由精子細胞注重精子各組成分別由精子細胞的哪一部分形成的哪一部分形成? ?線粒體線粒體高爾基體高爾基體A A、頂體的發(fā)生、頂體的發(fā)生發(fā)育中的頂體發(fā)育中的頂體發(fā)育中的尾發(fā)育中的尾 (中心體中心體)B B、尾的的發(fā)育、尾的的發(fā)育C C、精子頭的出現(xiàn)、精子頭的出現(xiàn)D D、細胞質(zhì)濃縮、細胞質(zhì)濃縮E E、精子的形成、精子的形成原生質(zhì)滴原生質(zhì)滴尾尾線粒體鞘線粒體鞘頂體頂體第階段：精子細胞變形成精子第階段：精子細胞變形成精子 頭頭精子細胞變形中的主要變化：精子細胞變形中的

4、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) )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 不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說不是。其一，在自然繁

5、殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達受精部位（輸卵管）的子大量損耗。最后到達受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。精子只剩百余個，與卵子完成受精的只有一個。 1. 1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計，但是通常只有一個精子能

6、夠與卵子結(jié)合，這但是通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細胞代也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)謝活動的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的生運動能量的場所。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動基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的能量的“動力工廠動力工廠”或或“發(fā)動機發(fā)動機”。2.2.精子細胞變成精

7、子的過程中，細胞中很多結(jié)精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對構(gòu)會消失，而細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？中在尾的基部？2.2.卵子的發(fā)生卵子的發(fā)生 (1)(1)發(fā)生部位：卵巢發(fā)生部位：卵巢 (2)(2)時期：在胚胎的性別分化后時期：在胚胎的性別分化后排卵排卵胎兒期胎兒期透明帶透明帶卵黃膜卵黃膜卵原細胞卵原細胞初級卵母細胞初級卵母細胞有絲分裂有絲分裂 初級卵母細初級卵母細胞胞次級卵母細胞次級卵母細胞 第一極體第一極體第第二二極極體體時間：排卵前后時間：排卵前后M 生

8、長，透明帶生成生長，透明帶生成第一極體第一極體M發(fā)生時間發(fā)生時間: :受精時受精時發(fā)生地點發(fā)生地點: :輸卵管輸卵管合子和兩個極體合子和兩個極體受精受精初情期后初情期后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兒時期完成胎兒時期完成1.1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？一個卵泡中能形成幾個成

9、熟的卵子？2.2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？么部位與精子受精？ 答：剛排出的卵子尚未完全成熟，需要在輸卵管答：剛排出的卵子尚未完全成熟，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵結(jié)合完成受精過程。排出的卵 子是在子是在輸卵管輸卵管內(nèi)與精子受精的。內(nèi)與精子受精的。 答：正常情況下，一個卵泡只能形成答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個

10、一個成熟的成熟的卵子。卵子。 答：是指答：是指卵子卵子從卵泡中排出。從卵泡中排出。在卵黃膜和透明帶間隙有兩個極體是卵在卵黃膜和透明帶間隙有兩個極體是卵子是否受精的重要標志子是否受精的重要標志思考：思考：1.排出的卵子是什么時期的細胞？排出的卵子是什么時期的細胞？減數(shù)第一次分裂是在雌動物排卵前后完成減數(shù)第一次分裂是在雌動物排卵前后完成減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中進行減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中進行3.卵子是否受精的重要標志是什么？卵子是否受精的重要標志是什么？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次極卵母細胞，例如豬、羊，有的可能是次極卵母細胞，例

11、如豬、羊，有的可能是初級卵母細胞，例如馬、犬。有的可能是初級卵母細胞，例如馬、犬。2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？最初階段均進行最初階段均進行有絲分裂有絲分裂，不斷增加生殖，不斷增加生殖原細胞的數(shù)量；經(jīng)過原細胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂兩次減數(shù)分裂（MM和和MM）才能形成精子或卵子。）才能形成精子或卵子。1.1.相似點：相似點：精子和卵子的發(fā)生有何異同精子和卵子的發(fā)生有何異同?初情期初情期后后形成形成 要要變形變形 不不變形變形睪睪 丸丸 內(nèi)完成內(nèi)完成2.卵子和精子的發(fā)生主要不同點：卵子和精子的發(fā)生主要不同點：1 1個卵子個卵子和和3 3個極個極體體4 4

12、個精子個精子卵巢卵巢和和輸輸卵管卵管胎兒期胎兒期變形變形子細胞的子細胞的數(shù)目數(shù)目卵卵子子精精子子場所場所發(fā)生時發(fā)生時間間形狀形狀蝌蚪蝌蚪 形形球形球形二、受精二、受精 1.1.概念：是概念：是精子精子和和卵子結(jié)合卵子結(jié)合形成合形成合子（即受精卵）的過程。子（即受精卵）的過程。 2.2.場所：場所：輸卵管輸卵管充滿活力的精子充滿活力的精子經(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 過程過程受精前的受精前的準備階段準備階段受精階段受精階段準備階段準備階段1：精子獲能精子獲能準備階段準備階段2：卵子的準備卵子的準備精子在精子在雌性動物生殖道內(nèi)雌性

13、動物生殖道內(nèi)發(fā)生相發(fā)生相應生理變化后，才能獲得應生理變化后，才能獲得受精能受精能力力的現(xiàn)象的現(xiàn)象。卵子在卵子在輸卵管內(nèi)輸卵管內(nèi)達到達到減數(shù)第減數(shù)第二分裂中期（二分裂中期（MM）時，才具時，才具備受精能力備受精能力。卵黃膜卵黃膜放射冠：包圍在卵子透明帶外面的卵丘細胞放射冠：包圍在卵子透明帶外面的卵丘細胞透明帶：圍繞在卵子周圍的一層透明的膜狀保護層透明帶：圍繞在卵子周圍的一層透明的膜狀保護層（二）受精階段（二）受精階段包括精子穿越包括精子穿越放射冠放射冠和和透明帶透明帶，進入，進入卵黃膜卵黃膜，原核形成原核形成和和配子結(jié)合配子結(jié)合。2)精子穿越放射冠和透明帶接觸卵黃膜精子穿越放射冠和透明帶接觸卵黃

14、膜1）頂體反應：）頂體反應：3）透明帶反應）透明帶反應(防止多精入卵第一道屏障防止多精入卵第一道屏障)釋放頂體酶，溶解卵丘細胞間物質(zhì)及透明帶釋放頂體酶，溶解卵丘細胞間物質(zhì)及透明帶穿過穿過放射冠放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。釋放頂體酶釋放頂體酶1）頂體反應：）頂體反應： 釋放頂體酶，溶解卵丘細胞間物質(zhì)及透明帶釋放頂體酶，溶解卵丘細胞間物質(zhì)及透明帶2)卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黃膜上的微絨毛抱住精子精子外膜和卵黃膜相互融合精子入卵精子外膜和卵黃膜相互融合精子入卵精子與卵黃細胞膜接觸精子與卵黃細胞膜接觸精子被

15、卵黃膜表面的微絨毛抱合精子被卵黃膜表面的微絨毛抱合1）卵黃膜產(chǎn)生生理反）卵黃膜產(chǎn)生生理反應應（卵黃膜立刻緊縮、卵黃膜立刻緊縮、增厚）增厚）阻止其他精子阻止其他精子進入卵內(nèi)與卵子結(jié)合進入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精受精。-當?shù)谝粋€精子當?shù)谝粋€精子穿越穿越透明帶接觸卵黃膜時透明帶接觸卵黃膜時，透明帶的穿透性就立透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻即發(fā)生變化，從而阻止其他精子進入透明止其他精子進入透明帶帶。透明帶反應透明帶反應： -當?shù)谝痪舆M入卵后，當?shù)谝痪舆M入卵后，卵黃膜立卵黃膜立刻緊縮、增厚、阻止其他精子進入刻緊縮、增厚、阻止其他精子進入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精。卵黃膜封閉作用卵黃膜封閉作

16、用：防止多精入卵的兩道防線防止多精入卵的兩道防線（二）受精階段（二）受精階段包括精子穿越包括精子穿越放射冠放射冠和和透明帶透明帶，進入，進入卵黃膜卵黃膜，原核形成原核形成和和配子結(jié)合配子結(jié)合。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 透明帶反應透明帶反應(第一道第一道)2)精子進入卵黃膜精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用（第二道）卵黃膜封閉作用（第二道）3)原核形成原核形成雄原核和雌原核形成雄原核和雌原核形成精子精子進入卵子后進入卵子后, ,尾部脫尾部脫離，并且原核膜破裂，離，并且原核膜破裂，形成新核膜，形成形成新核膜，形成雄原雄原核。核。卵子卵子被激活完成減二分被激活完成減

17、二分裂，裂，排出第二極體排出第二極體，形，形成成雌原核雌原核。兩者向細胞中部靠攏兩者向細胞中部靠攏, ,（二）受精階段（二）受精階段包括精子穿越包括精子穿越放射冠放射冠和和透明帶透明帶，進入，進入卵黃膜卵黃膜，原核形成原核形成和和配子結(jié)合配子結(jié)合。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透明帶反應透明帶反應(第一道第一道)2)精子進入卵黃膜精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用（第二道）卵黃膜封閉作用（第二道）3)原核形成原核形成雄原核和雌原核形成雄原核和雌原核形成4)配子結(jié)合：配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子雌雄原核融合形成合子(受精卵受精卵)受精完成標志受精完成標志兩組核染色體

18、合為一組，形成一個含二倍染色體的合子兩組核染色體合為一組，形成一個含二倍染色體的合子，即受精卵，即受精卵精、卵相遇精、卵相遇頂體反應頂體反應頂體酶釋放頂體酶釋放溶解卵丘細溶解卵丘細胞之間物質(zhì)胞之間物質(zhì)穿越放射冠穿越放射冠接觸透明帶接觸透明帶頂體酶溶解頂體酶溶解透明帶透明帶穿越透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶產(chǎn)生透明帶反應反應精子被微絨精子被微絨毛抱合毛抱合精子外膜與卵黃精子外膜與卵黃膜融合膜融合精子入卵精子入卵形成第一形成第一道屏障道屏障精精子子入入卵卵后后變化變化變化變化變化變化產(chǎn)生卵黃膜產(chǎn)生卵黃膜封閉作用封閉作用尾部脫離核尾部脫離核膜破裂膜破裂形成雄形成雄原核原核激活卵子完激

19、活卵子完成減數(shù)第二成減數(shù)第二次分裂，排次分裂，排出第二極體出第二極體形成雌形成雌原核原核發(fā)育發(fā)育 移動移動 接觸接觸 合并合并形形成成受受精精卵卵形成第二形成第二道屏障道屏障胚胎發(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發(fā)育的大致過程動物個體發(fā)育的大致過程起點起點終點終點根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段：的胚胎分為以下幾個階段：受精卵受精卵囊胚期囊胚期原腸胚期原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三（包括內(nèi)、中、外三幼體幼體卵裂卵裂（包括（包括2細胞期、細胞期、4細胞期、細胞期、8細胞、細胞、16細胞期、細胞期、 ）胚層

20、和原腸腔）胚層和原腸腔）胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育32細胞期細胞期桑椹胚桑椹胚受精卵受精卵胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育受精卵（第一天）卵裂期透明帶內(nèi)透明帶內(nèi)進行有絲分裂進行有絲分裂卵裂期桑椹胚(第3天)桑椹胚桑椹胚：由具有：由具有全能性細胞全能性細胞構(gòu)構(gòu)成，細胞數(shù)在成，細胞數(shù)在3232個左右個左右，排列，排列緊密，形似桑椹緊密，形似桑椹桑椹胚以前的細桑椹胚以前的細胞均未分化細胞胞均未分化細胞全能性最高，是全能性最高，是胚胎分割的最佳胚胎分割的最佳時期。時期。卵裂期的特點：卵裂期的特點：細胞分裂方式為細胞分裂方式為_細胞數(shù)目細胞數(shù)目_每個細胞體積每個細胞體積_每個細胞核內(nèi)遺傳質(zhì)每個細胞核內(nèi)遺傳質(zhì) 、胚胎總體積胚胎總體

21、積_或略有或略有_胚胎胚胎DNA數(shù)目數(shù)目_有機物總量有機物總量_有機物種類有機物種類_有絲分裂有絲分裂增加增加不增加不增加縮小縮小減小減小減少減少增加增加增加增加不變不變囊胚期滋養(yǎng)層：滋養(yǎng)層：發(fā)育成發(fā)育成 胎膜、胎盤胎膜、胎盤，胚胎可通過這些組織從母體，胚胎可通過這些組織從母體 中獲得正常發(fā)育所需的中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)細胞團細胞：內(nèi)細胞團細胞：即胚胎干細胞即胚胎干細胞，是一種未分化的，是一種未分化的 細胞，細胞，具有全能性具有全能性，能能發(fā)育成胎兒的各種組織，形成完整的胚胎發(fā)育成胎兒的各種組織，形成完整的胚胎滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團囊胚腔3、囊胚的形成、囊胚的形成注意：注意

22、：囊胚進一步擴大，導致透明帶的破裂，胚胎囊胚進一步擴大，導致透明帶的破裂，胚胎 。孵化孵化囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結(jié)束囊胚植入子宮內(nèi)膜，胚卵期結(jié)束細胞開始分化細胞開始分化受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原腸腔原腸胚外胚層中胚層內(nèi)胚層內(nèi)胚層中胚層原腸胚胚的發(fā)育：按照一定的次序向內(nèi)運動受精卵卵裂囊胚原腸胚的形成原腸胚的形成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

23、并不增加，或略有減少。：由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在由具有全能性細胞構(gòu)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)胚層原腸腔原腸腔開始分化開始分化 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

24、見。這時，胚胎星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘的心跳每分鐘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)的照片 此時胎兒已長到此時胎兒已長到2020周周，他移動手臂，把手指他移動手臂，把手指 放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。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