3-1体内受精与早期胚胎发育.

问题探讨：一位妇女不能怀孕，但是这对夫妇想要一个自己的小孩，有什么办法吗？胚胎工程胚胎工程指对动物早期胚胎或配子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、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。早期胚胎和配子体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律生产后代，满足人类需求操作对象：技术手段：理论基础：操作目的：胚胎工程的许多技术，实际是在条件下，对动物受精和早期发育规律进行的操作。体外自然胚胎模拟一、精子的发生二、卵子的发生三、受精四、胚胎发育进行有性生殖的生物由原始生殖细胞发展为成熟生殖细胞时染色体只复制一次，而细胞分裂两次成熟细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半知识回顾：自学指导：阅读P61—62，思考下列问题一.精子的发生1、精子发生的场所、时间？2、精子发生的过程分哪几阶段？3、精子大小与动物体型大小有无必然联系？3、过程：1、场所:2、时期:睾丸的曲细精管初情期生殖机能衰退各种家畜精子的发生大体分三个阶段一.精子的发生（人的青春期）3、过程1）精原细胞产生初级精母细胞2）初级精母细胞连续进行两次分裂产生精子细胞3）精子细胞变形成精子次级精母细胞MⅠ第一阶段精子细胞MⅡ初级精母细胞染色体复制变形精原细胞精子精子发生的过程第二阶段两次分裂第三阶段细胞变形有丝分裂大量精原细胞变形第三阶段线粒体高尔基体A、顶体的发生发育中的顶体发育中的尾（中心体）B、尾的发育C、精子头的出现D、细胞质浓缩E、精子的形成原生质滴尾线粒体鞘顶体4、精子细胞变形成精子细胞核细胞质中心体发育为演变为形成浓缩成变为精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘(尾的基部)原生质滴(球状)最后脱落细胞核高尔基体中心体线粒体细胞内其他物质精子细胞变形中的主要变化（2）不同动物精子的形态相似大小略有不同，与动物体型无关.（3）各种动物的射精量、精子数差别较大，与体型无关（1）哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。种类射精量/mL精子数/亿牛550绵羊130猪215215马7070兔171、家畜每次射精排出的精子数以亿计，但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？不是。1.这是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制。2.在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的只有百余个，与卵子完成受精作用的只有一个。卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。二、卵子的发生2、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，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，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。而线粒体则是有氧呼吸产生能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。自主阅读：１．理清卵子的形成过程（借助减数分裂知识）２．注意新的专业术语指向和理解３．注重卵子形成与精子形成的差异卵细胞第一极体第二极体卵原细胞四分体复制联会同源染色体分离着丝点分裂着丝点分裂次级卵母细胞初级卵母细胞二、卵子的发生卵巢(输卵管）1.部位：二、卵子的发生初级卵母细胞的形成在胎儿期；减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。2.时间：二、卵子的发生在胚胎时期出现性别分化后不同发育阶段的卵泡排卵黄体退化黄体卵泡细胞第一极体卵丘细胞核透明带卵黄膜细胞膜卵巢中有多个发育程度不同的卵泡，每个卵泡中有一个卵母细胞。3.哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系（放射冠）胎儿期透明带卵细胞膜卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞第一极体第二极体时间：排卵前后MⅠ生长，透明带生成第一极体MⅡ发生时间:受精时合子和第二极体初情期后染色体复制地点:卵巢或输卵管发生地点:输卵管4.过程:胎儿期卵原细胞初级卵母细胞储存于卵泡中卵原细胞有丝分裂染色体复制4.过程:初情期后初级卵母细胞生长透明带形成初级卵母细胞卵细胞膜透明带次级卵母细胞+第一极体合子+第二极体MⅡMⅠ马、犬排卵受精绵羊牛猪指卵子从卵泡中排出进入输卵管排出的卵是___________初级卵母细胞排出的卵是__________次级卵母细胞透明带与卵细胞膜之间有___极体受精的标志2个正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。指卵子从卵泡中排出。思考：1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？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精？刚排出的卵子尚未完全成熟，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。减数第二次分裂过程是在输卵管中4.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？在卵细胞膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志。6.卵子是否受精的重要标志是什么？5.排出的卵子是什么时期的细胞？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊。场所开始时间增殖方式子细胞数目变形重要区别精子卵子睾丸卵巢输卵管初情期以后胎儿期性别分化以后减数分裂4个精子细胞1个卵细胞变形不变形哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；而精子是从初情期开始的精子和卵子发生的比较减数分裂1、概念:2、场所:三、受精精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。输卵管3、过程准备阶段受精阶段准备阶段1：精子获能准备阶段2：卵子的准备精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。精子穿越放射冠和透明带精子进入卵细胞膜原核形成和融合经过种种障碍的精子终于与卵子相遇精子试图进入卵子瞬间精子试图进入卵子瞬间精卵相遇穿过放射冠穿过透明带透明带反应卵细胞膜反应雄原核雌原核穿过卵细胞膜雌雄原核形成原核融合形成合子顶体反应(1)请以精子的运行途径为线索，设计简图说明哺乳动物的受精过程。精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道的过程。精子接触卵细胞膜的瞬间，产生阻止其他精子进入透明带的反应。精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，阻止其他精子再进入卵内。b.顶体：(2)受精过程中的相关概念：c.顶体反应：e.卵细胞膜反应：精子头部前端的一个帽状囊泡结构。由精子细胞的高尔基体形成，囊中含有与受精有关的酶，可在受精时溶解卵子的放射冠和透明带中的物质，以利于精子入卵。精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程。d.透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应。精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称卵细胞膜反应。a.放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。(3)阻止多精入卵受精的屏障:第一道屏障是透明带反应：精子接触卵细胞膜的瞬间，产生阻止其他精子进入透明带的反应。第二道屏障是卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，阻止其他精子再进入卵内。卵子受精的标志：当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。受精结束的标志:雌雄原核形成合子，是受精结束的标志。个体发育性成熟个体胚胎脱离卵膜受精卵胚胎发育胚后发育自主学习：阅读P66－671、胚胎发育经历了哪些阶段？2、早期发育的胚胎各有哪些变化？四、胚胎发育1、胚胎发育经历了哪些阶段？受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）幼体:由全能细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。:最初在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。内细胞团表层的细胞内细胞团下方的细胞内胚层包围的囊腔孵化:在透明带内进行有丝分裂，细胞数目、DNA不断增加，每个细胞体积越来越小，总体积基本不变。:开始分化形成内细胞团（发育成胎儿各组织）、滋养层细胞（发育成胎膜和胎盘）出现囊胚腔。滋养层外胚层内胚层原肠腔特点：有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小。卵裂期思考：在卵裂过程中，每个细胞的体积，有机物总量，DNA总量会发生怎样的变化？减小，减少，增加桑椹桑椹胚这个阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。滋养层：发育成胎膜和胎盘。内细胞团：将来发育成胎儿的各种组织。囊胚的形成（聚集在胚胎一端，个体较大的细胞）孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中扩展出来。（个体较小的细胞）内细胞团内细胞团表层细胞内细胞团下方细胞原肠胚受精卵桑椹胚囊胚原肠胚幼体性成熟个体（起点）胚胎发育胚后发育个体发育的过程：分化卵子精子卵裂♀♂受精作用个体发育减数分裂受精卵经过细胞分裂、组织分化、器官形成而发育成新个体的过程分化练一练1、动物的早期胚胎发育依次经过：A、受精卵、卵裂、胚囊、原肠腔B、受精过程、卵裂、胚囊、原肠胚C、受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚D、卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚2、动物的个体发育过程中，细胞的分化起始于：A、桑椹胚B、囊胚C、原肠胚D、组织和器官的形成3、下图是表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是()A.①②B.①③C.②④D.③④1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8—16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。