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1、专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程胚胎工程胚胎工程 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所进行的多种显微操作和处理技术，如的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性雌性动动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。物体内生产后代，以满足人类大各种需求。操作对象：操作对象：技术手段：技术手段：理论基础：理论基础：早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养
2、等胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律育规律3.1 3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育一、精子的发生一、精子的发生3 3、过程：、过程：1 1、场所、场所:2 2、时期、时期:睾丸的曲细精管睾丸的曲细精管初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退分三个阶段分三个阶段精原细胞精原细胞多个多个精原细胞精原细胞 数次有数次有丝分裂丝分裂第阶段：初级精母细胞的形成第阶段：初级精母细胞的形成3 3、过程：、过程：初级精母细胞初级精母细胞染染色色体体复复制制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MMMM减数分裂减数分裂第第
3、 2 2 阶段：精子细胞的生成阶段：精子细胞的生成（4 4）精子发生的过程）精子发生的过程线粒体鞘线粒体鞘 阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?精子结构图精子结构图线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体的发生、顶体的发生发育中的顶体发育中的顶体发育中的尾发育中的尾 (中心体中心体)B B、尾的的发育、尾的的发育C C、精子头的出现、精子头的出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子的形成、精子的形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体第阶段：精子细胞第阶段：精
4、子细胞变形变形成精子成精子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 (尾的基部尾的基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最后脱落最后脱落)精子细胞变形总结精子细胞变形总结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细胞精细胞精子精子MM第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段MM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制变形变形(1)(1)发生部位：发生部位：卵
5、巢卵巢(2)(2)发生时间：发生时间：减数第一次分裂是在雌性动物减数第一次分裂是在雌性动物排卵前排卵前完成；减数第二次分裂是在完成；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完成的。程完成的。二、卵子的发生二、卵子的发生卵泡的发育卵泡的发育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胞初级卵母细胞MM第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞第二极体第二极体卵子卵子（3 3）卵卵子子发发生生过过程程MM排卵前排卵前后完成后完成在受精过在受精过程完成程完成被卵泡细胞包被卵泡细胞包围围,形成卵泡形成卵泡胎胎儿儿时时期期完完成成1.1.一个卵泡中
6、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，还是指卵泡从卵巢中排出？排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.3.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？精？答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂减数第一次分裂，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
7、精的。精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟的卵子。成熟的卵子。答：是指卵子从答：是指卵子从卵泡卵泡中排出。中排出。讨讨 论：论：4.4.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？点？相似点：相似点：1.1.最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数，不断增加生殖原细胞的数量；量；2.2.经过经过两次减数分裂两次减数分裂（MM和和MM）才形成精子和卵子。才形成精子和卵子。不同点：不同点：1.1.一个精原细胞产生一个精原细胞产生多个精子多个精子；一个卵原细胞产生；一个卵原细
8、胞产生一一个卵子个卵子；2.2.精子形状为精子形状为蝌蚪状蝌蚪状；卵子为；卵子为球形球形。多数哺乳动物卵子。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。1 1、概念、概念:指指精子精子和和卵子卵子结合形成合子结合形成合子 (即受精卵即受精卵)的过程。的过程。2 2、标志、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两两个极体时个极体时。3 3、场所、场所:输卵管输卵管三、受精三、受精4 4、过程、过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段准备阶段准备阶段1 1：精子获能精子获能准备阶段准备阶段2 2：卵
9、子的准备卵子的准备准备阶段准备阶段1 1：精子获能精子获能即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生相应生理发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段准备阶段2 2：卵子的准备卵子的准备即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第二分裂中期减数第二分裂中期（MM）时，才具备受精能力。时，才具备受精能力。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 （1 1）.顶体反应顶体反应使顶体内使顶体内的的酶酶释放出来并溶解放射释放出来并溶解放射冠内的冠内的卵丘细胞群卵丘细胞群（2 2）.穿过放射冠：穿过放射冠：在卵在
10、卵子外围集聚有几十个精子，子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。它们首先穿放射冠。穿过透明带：穿过透明带：几个精子同时分解透明带，几个精子同时分解透明带，但但只只有一个精子能穿过透明带有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而发生变化，从而阻止阻止其他精子其他精子穿越透明带。穿越透明带。透明带反应透明带反应是防是防止多精入卵受精的止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障2.2.精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道第二道屏障屏障3.
11、3.3.3.精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精是防止多精入卵受精的第二道屏障的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子卵黄膜上的微绒毛抱住精子4.4.原核形成：原核形成：雄原核雄原核形成和形成和雌原核雌原核形成形成5.5.配子结合：配子结合：雌雄原核融合形成雌雄原核融合形成合子合子(受精卵受精卵)受精完成标志受精完成标志小结受精阶段小结受精阶段:精子穿越放射冠精子穿越放射冠 精子穿越透明带精子穿越透明带 精子穿越卵黄膜精子穿越卵黄膜 原核形成原核形成 配子结合配子结合顶体反应顶体反应透明带反应透明带反应（第一道）（第一道）卵黄膜封
12、闭作用卵黄膜封闭作用（第二道）（第二道）雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成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)受精的意义受精的意义 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的染色体数目的恒定恒定 ；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。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：以下几个阶段：受精卵受精卵囊胚期囊胚期原肠胚期原肠胚期（包括内、中、外三（包括内、中、外三胚层和原肠腔）胚层和原肠腔）幼体幼体卵裂卵裂（包括（包括2 2细胞期、细胞期、4 4细胞期、细胞期、
13、8 8细胞、细胞、1616细胞期、细胞期、3232细胞期）细胞期）四四.胚胎发育胚胎发育 请注意：请注意：应明确卵裂的起点，方式，特点。分裂应明确卵裂的起点，方式，特点。分裂球细胞的特点。球细胞的特点。1 1、卵裂期的特点：、卵裂期的特点：受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减少少，DNADNA增多，有机物减少增多，有机物减少。：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，排列紧密，形似桑椹个左右，排列紧密，形似桑椹：最初
14、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2 2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段桑桑 椹椹 桑桑椹椹胚胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）内细胞团：发育成胎儿各内细胞团：发育成胎儿各组织组织滋养层细胞：发育成胎膜滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘和胎盘2 2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段囊胚期囊胚期 滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质氧气和营养物质 内细胞团细胞：内细胞团细胞：即胚胎干细胞即胚胎干细胞，是一种
15、未分化的，是一种未分化的细胞，细胞，具有全能性具有全能性，能能发育成完整的胚胎发育成完整的胚胎滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊囊胚胚腔腔囊胚的形成囊胚的形成原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层2 2、早期胚胎发育的几个阶段、早期胚胎发育的几个阶段早期胚胎发育的几个阶段小结早期胚胎发育的几个阶段小结受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成:在在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有断增加，但胚胎总体
16、积并不增加，或略有减少减少。:由具有由具有全能性细胞全能性细胞构成，细胞数在构成，细胞数在3232个个左右，排列紧密，形似桑椹左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：内细胞团：发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞：滋养层细胞：将发育成胎膜和胎盘将发育成胎膜和胎盘: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外胚层、中胚层、内胚层外胚层、中胚层、内胚层滋养层滋养层原肠腔原肠腔巩固练习巩固练习1 1精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）顶体反应顶体反应 透明带反应透明带反应 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用 精子穿越放射冠精子穿越放射冠A A B
17、B C C D D B巩固练习巩固练习2 2在受精过程中在受精过程中 （）（）精子必须发生顶体反应，释放顶体酶精子必须发生顶体反应，释放顶体酶 顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂 精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生A A B BC C D DB3.3.关于桑椹胚和囊胚的比较关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是以下说法正确的是()()(多选多选)A.A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.B.囊胚期的细胞出现了细胞分化囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生但遗传物质未发生改变改变C.C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。的差异，而是转录水平上的差异引起的。巩固练习巩固练习