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1、英國人W希普于1890年在劍橋大學(xué)將純種安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利時兔的輸卵管內(nèi)。結(jié)果生出兩只純種的安哥拉子免。這是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技術(shù)由此創(chuàng)始。,比利時兔,安哥拉兔,專題3 胚胎工程,胚胎工程,胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。,操作對象： 技術(shù)手段： 理論基礎(chǔ)：,早期胚胎和配子,胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等,哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,胚胎工程的建立,一.胚胎移

2、植技術(shù)的研究 胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。 二.胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動和加速了體外受精技術(shù)的研究。 三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運而生。,3.1 體內(nèi)受精和 早期胚胎發(fā)育,一、精子和卵子的發(fā)生,回憶減數(shù)分裂,進行_________的生物，在產(chǎn)生______ 細(xì)胞時進行的 的細(xì)胞分裂.在減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞分裂兩次。其結(jié)果是：_______生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目，比______生殖細(xì)胞的減少了一半。,有性生殖,成熟生殖,染色體數(shù)目減半,成熟,原始,(一)、精子的發(fā)生,3、

3、過程：,1、場所: 2、時期:,睪丸的曲細(xì)精管,,,初情期,生殖機能衰退,分三個階段,第階段初級精母細(xì)胞的形成,精原細(xì)胞,初級精母細(xì)胞,,有絲分裂,第階段： 精子細(xì)胞的生成,初級精母細(xì)胞,次級精母細(xì)胞,精子細(xì)胞,,M,,M,,減數(shù)分裂,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,3、過程：,精原細(xì)胞,,染色體復(fù)制,精子細(xì)胞,精子,自主閱讀: 1.整理精子細(xì)胞變形成精子的過程. 2.注重精子各組成分別由精子細(xì)胞 的哪一部分形成?,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,,,,,1.細(xì)胞核 2.高爾基體 3.中心體 4.線粒體 5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì),,精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘 (尾的基部),原生質(zhì)滴

4、 (球狀,最后脫落),精子細(xì)胞變形總結(jié),,,,,,第階段：精子細(xì)胞變形成精子,精子形成的時間為兩個月左右,4、精子的形態(tài)：,（1）外形似蝌蚪，分 __、__、__、三大部分。,（2）不同種動物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動物的體形大小___。,頭 頸 尾,相似,不同 無關(guān),精原細(xì)胞,,有絲分裂,初級精母細(xì)胞,,次級精母細(xì)胞,精細(xì)胞,,,精子,M,,第一階段,,第二階段,,第三階段,M,精子發(fā)生的過程,多個精原細(xì)胞,染色體復(fù)制,變形,,提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部

5、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，造成精子大量損耗。最后到達(dá)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。,1.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？,問題討論:,提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心。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基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。,2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對這

6、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？,(二)、卵子的發(fā)生,1、場所：,卵巢,2、過程,自主閱讀： 理清卵子的形成過程（借助減數(shù)分 裂知識） 注意新的專業(yè)術(shù)語指向和理解 注重卵子形成與精子形成的差異,卵子結(jié)構(gòu)圖,資料:,,,胎兒期,,,,透明帶,卵黃膜,卵原細(xì)胞,,初級卵母細(xì)胞,有絲分裂,,初級卵母細(xì)胞,次級卵母細(xì)胞 第一極體,,,第二極體,時間：排卵前后,M ,生長，透明帶生成,,,第一極體,M,發(fā)生時間:受精時發(fā)生地點:輸卵管,合子和兩個極體,,受精,,初情期后,,卵子是否受精的重要標(biāo)志 P63,卵原細(xì)胞,,發(fā)生時間：胎兒期， 地點：卵巢,多個卵原細(xì)胞,,初級卵母細(xì)胞,在雌

7、性動物排卵前后完成,,次級卵母細(xì)胞和第一極體,,在受精過程中完成 地點：輸卵管,合子和兩個極體,有絲分裂,,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(biāo)志,思考：1.卵子是否受精的重要標(biāo)志是什么？,減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中,3.排出的卵子是什么時期的細(xì)胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次級卵母細(xì)胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母細(xì)胞，例如馬、犬。,2.產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？,,1.一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子？ 2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？ 3.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？,答：剛排出的卵子尚未

8、完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵 子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。,答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。,答：是指卵子從卵泡中排出。,討論：,探究展示：,最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次細(xì)胞分裂（M和M）才能形成精子或卵子。,相似點：,精子和卵子的發(fā)生有何異同?,初情期 后形成,要 變形,不 變形,睪 丸 內(nèi)完成,,,,,卵子和精子的發(fā)生主要不同點：,1個卵子和3個極體,4個精子,卵巢和輸卵管,胎兒期(先天的),,蝌蚪 形,球形,,,重要區(qū)別？？？,P63,二、受精,1、概念

9、:指精子和卵子結(jié)合形成合子 (即受精卵)的過程。,2、標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。,3、場所:雌性的輸卵管,4、包括:受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段,充滿活力的精子,一)受精前的準(zhǔn)備階段: 1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象. 2)卵子的準(zhǔn)備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力（卵子在排出后2-3小時才能被精子穿入）,3.過程：,4、過程,張明覺和奧斯汀稱為“精子獲能” 找到了使精子在體外獲能的物質(zhì),二)受精階段: 1)精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞間的

10、物質(zhì) 透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子進入卵黃膜 卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成 4)配子結(jié)合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵) 不是二者原有的細(xì)胞核融合,受精作用的實質(zhì)：雌雄原核的融合,包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。,受精階段發(fā)生的三個反應(yīng)？,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,此時, 精子的頭已經(jīng)鉆進去了, 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，在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。,,穿越放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿越放射冠。,,幾個

11、精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€精子進入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。,穿過透明帶：,形成受精卵：,5.意義,維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。,1、卵裂期的特點：合子在輸卵管內(nèi)的有絲分裂 透明帶內(nèi)進行的有絲分裂,細(xì)胞分裂方式為_______ 細(xì)胞數(shù)目____ 每個細(xì)胞體積_____ 胚胎總體積_____或略有___ DNA數(shù)目_____ 有機物總量_____ 有機物種類_____,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減少,增加,三.胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚

12、腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,胎兒形成,,,,,,：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹。之前的每個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞,,內(nèi)細(xì)胞團：發(fā)育成胎兒各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞：將發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,,外胚層、中胚層、內(nèi)胚層 滋養(yǎng)層 原腸腔,2、早期胚胎發(fā)育的幾個階段,開始出現(xiàn)細(xì)胞分化,囊胚孵化,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,桑 椹,,囊胚期,滋養(yǎng)層：發(fā)育成胎膜和胎盤，胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞：即胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)

13、胞，具有全能性，能發(fā)育成完整的胚胎,滋養(yǎng)層,內(nèi)細(xì)胞團,囊胚腔,囊胚的形成,受精后8天，胚完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)胞。,受精后6周，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片,此時胎兒已長到20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 。,1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？ 2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,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：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早

14、可在816細(xì)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，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關(guān)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(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術(shù)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(chǔ)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)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。,動

15、物的個體發(fā)育,,胚胎發(fā)育,胚后發(fā)育,,受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原腸胚、幼體,幼體、成體,受精卵是個體發(fā)育的起點,直接發(fā)育和變態(tài)發(fā)育,受精卵成體,補充P67的圖,鞏固練習(xí),1.下列不屬于胚胎工程的是： （ ）,A.體外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,2.有一個卵原細(xì)胞中含有A與A、B與B兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（ ）,A.1個 B.0或1個 C.2個 D.4個,D,B,3、卵子的成熟部位和受精部位正確的是 （ ） A、卵巢 卵巢 B、卵巢 輸卵管 C、 輸卵管 輸卵管 D、輸卵管 子宮 4、下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別是 （ ） A、初級精母、卵母細(xì)胞形成時間 B、M分裂和M分裂的時間連續(xù)性 C、成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形 D、成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量,C,D,5、下圖表示卵子發(fā)生過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。,,（1）圖中A是 ，B是 ，E是指 作用， 階段C指 ，階段D是指 （2）當(dāng)觀察到第二極體時，可以表明 （3）能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是 （填序號） （4）階段存在的變異方式是,,,,,,,,,第一極體,合子,受精,胎兒期,初情期,卵子己完成了受精,,基因突變、染色體變異,D,謝 謝,