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1、体内受精和早期胚胎发育胚胎工程 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行的多种显微操作和处理技术，如所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养干细胞培养等技术。经过处理后获得的等技术。经过处理后获得的胚胎胚胎，还需要，还需要移植移植到到雌性动物体内雌性动物体内生产生产后代，以满足人类大各种需求。如提高后代，以满足人类大各种需求。如提高良种畜的繁殖速率良种畜的繁殖速率。胚胎工程操作对象：早期操作对象：早期胚胎胚胎和配子和配子技术手段：胚胎移植、体外受精、技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细
2、胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精和早期胚理论基础：哺乳动物的受精和早期胚 胎的发育规律胎的发育规律（1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸（2 2）时间：）时间：初情期初情期(青春期青春期)生殖机能衰退生殖机能衰退.（3 3）过程）过程:1.精子的发生初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞精子精子减减 减减 精子形成过程精子形成过程精原细胞精原细胞精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复
3、制变形变形精子细胞变形中的主要变化1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘线粒体鞘(精子尾的基部精子尾的基部)原生质滴原生质滴(球状球状,后后移，最后脱落移，最后脱落)提示：提示：不是。不是。其一，在自然繁殖的条其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理一种生理保障保障机制；其二，在自然条件下，精机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行子从射精部位
4、运行到受精部位，将对精子进行筛选筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或，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（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。精的只有一个。1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是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？是一种浪费吗？怎样理解这一现象？提示：细胞核是精子提示：细胞核是精子遗传物质遗传物质储存和复制储存和复制的场所，也是
5、参与精、卵结合和后代遗传特性的场所，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氧呼吸产生运动能量能量的场所。精子的线粒体集的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存中于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结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这一现象怎样理解？为什
6、么精子中的线粒体集中在尾的基部？中在尾的基部？2.2.卵子的发生卵子的发生(1)(1)发生部位：发生部位：卵巢卵巢(2)(2)时间：时间：减数第一次分裂是在减数第一次分裂是在雌性动物排雌性动物排卵卵前后完成；前后完成；减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在精子和卵子结合精子和卵子结合的过的过程中完成的。程中完成的。排卵排卵什么是排卵？卵子卵子受精的标志受精的标志：当在当在卵细胞膜和透明带卵细胞膜和透明带的间隙可的间隙可以观察到以观察到两个极体两个极体时，说明卵子已经时，说明卵子已经受精了。受精了。2N2NN2N卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细
7、胞初级卵母细胞（被卵泡细胞包围，形成卵泡被卵泡细胞包围，形成卵泡）胎儿期胎儿期初级卵母细胞初级卵母细胞M M次级卵母细胞次级卵母细胞 +第一极体第一极体M M合子（受精卵）合子（受精卵）+第二极体第二极体初情期后初情期后排卵前后完成排卵前后完成排卵前后完成排卵前后完成在受精过程中完成在受精过程中完成有丝分裂有丝分裂受精受精透明带透明带卵黄膜卵黄膜生长，透明带形成生长，透明带形成1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母
8、体的什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？么部位与精子受精？答：不是，仅完成减数第一次分裂，需要在输答：不是，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。输卵管内与精子受精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。成熟的卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。答：是指卵子从卵泡中排出。P63三、精子与卵子的发生比较场场 所所开始开始时间时间细胞增殖细胞增殖方式方式
9、子细胞子细胞数目数目细胞质细胞质是否均是否均等分裂等分裂是否是否变形变形 重要重要 区别区别精精子子睾丸睾丸初情初情期以期以后后先有丝分先有丝分裂裂,后减数分后减数分裂裂4 4个精个精子细胞子细胞均等分均等分裂裂变形变形哺乳动物哺乳动物卵泡的形卵泡的形成和在卵成和在卵巢内的储巢内的储备是在出备是在出生前完成生前完成的；的；而精子是而精子是从初情期从初情期开始的。开始的。卵卵子子卵巢卵巢、输、输卵管卵管性别性别分化分化以后以后先有丝分先有丝分裂裂,后减数分后减数分裂裂 1 1个卵细个卵细胞和胞和3 3个个极体极体不均等不均等分裂分裂不变不变形形二、受精二、受精1.1.概念：是概念：是精子精子和和
10、卵子结合卵子结合形成合子形成合子（即受精卵）的过程。（即受精卵）的过程。2.2.场所：场所：输卵管输卵管（2）输卵管）输卵管 输卵管输卵管是输送卵子是输送卵子的管道，长约为的管道，长约为1012cm，连于子宫底的，连于子宫底的两侧。两侧。分部分部子宫部子宫部输卵管峡输卵管峡:结扎术常结扎术常 在此进行在此进行。输卵管壶腹输卵管壶腹:卵一般卵一般 在此受精在此受精。输卵管漏斗输卵管漏斗:末端的末端的 细长突起称细长突起称 输卵管伞。输卵管伞。输卵管管壁输卵管管壁亦由亦由粘膜、肌层粘膜、肌层及及外膜外膜三层组成。粘膜上皮三层组成。粘膜上皮为单层柱状纤毛上皮。纤毛为单层柱状纤毛上皮。纤毛具有摆动功能
11、。肌层的蠕动具有摆动功能。肌层的蠕动及纤毛的摆动有助于受精卵及纤毛的摆动有助于受精卵进入子宫腔内。进入子宫腔内。(一一)受精前的准备阶段受精前的准备阶段:(1)(1)精子获能精子获能:精子必须在雌性动物的精子必须在雌性动物的生殖道发生殖道发生相应的生理变化生相应的生理变化后后,才获得受精能力的生理才获得受精能力的生理现象现象.(2)(2)卵子的准备卵子的准备:在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二次减数第二次分裂的中期分裂的中期,才具有与精子受精的能力。才具有与精子受精的能力。3.3.过程：过程：(二二)受精阶段受精阶段:(1)(1)精子穿越放射冠和透明带：精子穿越放射冠和透明带：顶体反应：
12、顶体反应：使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的 卵丘细胞之间的物质。卵丘细胞之间的物质。透明带反应：透明带反应：是防止多精子入卵受精的是防止多精子入卵受精的第一道屏障。第一道屏障。(2)(2)精子进入卵细胞膜：精子进入卵细胞膜：卵细胞膜反应：卵细胞膜反应：是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障(3)(3)原核形成：原核形成：雄原核形成和雌原核形成。雄原核形成和雌原核形成。(4)(4)配子结合：雌雄原核融合形成合子配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵受精卵)。3 3）受精阶段）受精阶段（1 1）精子穿越放射冠和透明带）精子穿越放射冠和透
13、明带透明带反应透明带反应-防止多精子入卵受精的防止多精子入卵受精的第一道第一道屏障屏障精子穿过透明带，接触精子穿过透明带，接触卵细胞膜，立即发生卵细胞膜，立即发生透透明带反应明带反应，防止其它精，防止其它精子进入透明带子进入透明带发生发生顶体反应顶体反应，使顶体内的，使顶体内的酶酶释放出来并溶解卵丘细胞间的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物质，精子穿越放射冠接触透明带明带（2)2)精子进入卵细胞膜精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障精子被卵细胞膜上的精子被卵细胞膜上的微绒毛微绒毛抱合，精子抱合，精子外膜与卵细外
14、膜与卵细胞膜胞膜相互融合，精子入卵后，立即发生相互融合，精子入卵后，立即发生卵卵细胞细胞膜封膜封闭作用闭作用，防止其它精子入卵受精。，防止其它精子入卵受精。（3)3)雌、雄原核形成雌、雄原核形成受精卵受精卵的细胞核基因是精子的细胞核基因是精子和卵子各占一半，而和卵子各占一半，而细胞质细胞质基因全部是卵子基因全部是卵子的。的。（4)4)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)受精的实质阶段受精的实质阶段核膜消失，雌雄原核融合在一起，两组核染核膜消失，雌雄原核融合在一起，两组核染色体合为一组，形成具有含有二倍染色体的色体合为一组，形成具有含有二倍染色体的合子合子，即，即受精卵。受精
15、卵。受精作用的意义（1 1）维持每种生物）维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染色体数目染色体数目的恒定。的恒定。（2 2）对于生物的遗传和变异十分重要。）对于生物的遗传和变异十分重要。（1 1）精子获能精子获能（2 2）排卵排卵：指卵子从卵泡中排出指卵子从卵泡中排出（3 3）受精的标志受精的标志受精受精完成完成的标志的标志辨 析桑椹胚桑椹胚细胞数约细胞数约3232个左右，排列紧密，形似桑椹，个左右，排列紧密，形似桑椹，该阶段的该阶段的每一个细胞每一个细胞都是都是全能细胞。全能细胞。内细胞团内细胞团 将来发育成胎儿各种组织将来发育成胎儿各种组织滋养层细胞滋养层细胞 将来发育成胎膜和胎盘将来
16、发育成胎膜和胎盘内细胞团内细胞团滋养层滋养层囊胚腔囊胚腔透明带透明带囊胚囊胚进一步扩大进一步扩大孵化孵化囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程出来的过程内细胞团内细胞团透明带透明带（破裂）（破裂）滋养层滋养层囊胚腔囊胚腔囊胚囊胚滋养层滋养层表层细胞表层细胞外胚层外胚层下方细胞下方细胞内胚层内胚层内细胞团内细胞团滋养层滋养层发育成胎儿的胎膜和胎盘发育成胎儿的胎膜和胎盘原肠胚原肠胚内胚层内胚层外胚层外胚层原肠腔原肠腔受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚（内含囊胚腔）（内含囊胚腔）原肠胚原肠胚（内含原肠腔）（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成
17、：在在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在：由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹（排列紧密，形似桑椹（2 25 5）内细胞团：发育成胎儿各种组织内细胞团：发育成胎儿各种组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂三三.胚胎发育胚胎发育滋养层滋养层外胚层外胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔归纳提升归纳提升卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律卵裂期胚
18、胎发育过程中物质和体积变化的规律(1)有有机机物物：胚胚胎胎没没有有和和母母体体建建立立联联系系，没没有有从从母母体体获获取取有有机机物物，而而一一直直呼呼吸吸消消耗耗，有有机机物物总总量减少量减少。(2)细细胞胞体体积积：胚胚胎胎总总体体积积不不变变或或略略有有缩缩小小，但但细胞数目增多，所以细胞数目增多，所以每个细胞体积减小每个细胞体积减小。(3)细细胞胞中中DNA含含量量：伴伴随随细细胞胞分分裂裂，细细胞胞数数目目增增多多，总总DNA含含量量增增多多，但但每每个个细细胞胞中中核核DNA含量保持含量保持相对稳定相对稳定。充满活力的精子充满活力的精子 经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外
19、经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则把头钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。经过种种障碍的精子终于与卵子相遇经过种种障碍的精子终于与卵子相遇精子试图进入卵子精子试图进入卵子 此时此时,精子的头已经钻进去了精子的头已经钻进去了,我们还可以看到它的我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。驱动下，努力进入卵子。受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟心跳每分钟140150140150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内的照片周时在子宫内的照片 此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映边，这可以促进它对吮吸的反映。