1、如何讓普通棉花抗棉鈴蟲？,如何在短時間內(nèi)用一根短枝條培育出10萬株以上的幼苗？,一只母羊一胎只生12只羔羊。怎樣提高的繁殖速率呢？,操作對象：早期胚胎和配子 技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等 理論基礎(chǔ)：哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律,專題3 胚胎工程,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,1、精子的發(fā)生 (1)場所:精子的發(fā)生是在 內(nèi)的 中完 成的。 (2)時期:(雄性動物)從 到 。,一、精子

2、和卵細胞的發(fā)生,哺乳動物睪丸示意圖,睪丸,初情期,曲細精管,生殖機能衰退,染色體復(fù)制,初級精母細胞,精原細胞,多個精原細胞,精子發(fā)生的過程,第一階段,第二階段,第三階段,有絲分裂,M,精子細胞,次級精母細胞,M,變形,精子,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),第三階段：變形,變形中的主要變化：,_變?yōu)轭^部的主要部分 _發(fā)育為頭部的頂體 _演變?yōu)榫拥奈?_形成尾基部的線粒體鞘 其它物質(zhì)濃縮成_（球狀，最后脫落）,細胞核,高爾基體,中心體,線粒體,原生質(zhì)滴,提示：不是。其一，在自然

3、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“

4、動力工廠”或“發(fā)動機”。,2.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？,二、卵子的發(fā)生,1、場所：,2、時期：,卵巢、輸卵管,性別分化以后,3、過程,2N,2N,N,2N,卵原細胞,多個卵原細胞,初級卵母細胞（被卵泡細胞包圍，形成卵泡）,胎兒期,初級卵母細胞,次級卵母細胞+第一極體,合子（受精卵）+第二極體,排卵前后完成,在受精過程中完成,有絲分裂,受精,思考：如何判斷卵子是否完成受精？,透明帶,卵黃膜,生長，透明帶形成,卵子受精的標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了

5、受精。,透明帶,卵黃膜,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？,剛排出的卵子尚未完全成熟，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。,正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。,是指卵子從卵泡中排出。,三、精子與卵子的發(fā)生比較,睪丸,卵巢 輸卵管,初情期以后,性別分化以后,先有絲分裂后減數(shù)分裂,先有絲分裂后減數(shù)分裂,4個精 子細胞,1個卵細胞和3個極體,均等分裂,不均等分裂,變形,不變

6、 形,哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的；而精子是從初情期開始的。,20以下說法不正確的是 A雄性動物從初情期開始產(chǎn)生精子 B1個精原細胞可形成4個精子 C對多數(shù)家畜來說，精子在睪丸內(nèi)形成時間為兩個月左右 D體型大的動物產(chǎn)生的精子多且大,二 受精,精子 + 卵子 = 合子（受精卵）,1、概念:,2、場所:,輸卵管,1）精子獲能,精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精的能力,2）卵子的準備,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，直到減數(shù)第二次分裂的中期才具備與精子受精的能力,3、過程,3）受精階段,（1）精子穿越放射冠和透明帶,發(fā)生頂體反應(yīng)，使頂

7、體酶釋放出來并溶解卵丘細胞間的物質(zhì)，精子穿越放射冠接觸透明帶,放射冠是指卵外的卵丘細胞（顆粒細胞）在細胞間有透明質(zhì)酸組成的基質(zhì),透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障,精子穿過透明帶，接觸卵黃膜，立即發(fā)生透明帶反應(yīng)，防止其它精子進入透明帶,（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,精子被卵黃膜上的微絨毛抱合，精子外膜與卵黃膜相互融合，精子入卵后，立即發(fā)生卵黃膜封閉作用，防止其它精子入卵受精,（3) 雌、雄原核形成,精子入卵后,尾部脫落，核膜破裂，形成一個比原核大的雄原核。 精子入卵后，被激活的卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核。 雌原核一般略小于雄原核。,（4) 雌

8、雄原核融合形成合子(受精卵)受精的實質(zhì)階段,核膜消失，雌雄原核融合在一起，兩組核染色體合為一組，形成具有含有二倍體染色體的合子，即受精卵,受精卵的細胞核基因是精子和卵子各占一半，而細胞質(zhì)基因全部是卵子的。,頂體反應(yīng)： 頂體釋放頂體酶，溶解卵丘之間的物質(zhì)。形成精子穿越放射冠的通路。,穿越透明帶： 頂體酶將透明帶溶出一條通道。,透明帶反應(yīng)： 精子觸及卵黃膜瞬間，產(chǎn)生阻止后來精子進入透明帶的生理反應(yīng)。這是第一道屏障。,精子入卵： 卵黃膜表面的大量絨毛將精子抱合，精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵。出現(xiàn)卵黃膜封閉作用的生理反應(yīng)（第二道屏障）、尾部脫離，原核膜破裂;隨后形成新核膜，最后形成雄原核（比原精子核

9、大）。,形成雌原核： 精子入卵后，激活卵子完成M，排出第二極體，形成雌原核（略小于雄原核）,完成受精： 雄、雌核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，二者體積縮小、合并。,精子入卵后,精子和卵子發(fā)生了哪些變化？,1、精子入卵后，卵子立即發(fā)生卵黃膜封閉作用防止多精入卵受精的第二道屏障,思考與討論,2、精子入卵后,精子尾部脫落，核膜破裂，形成雄原核,3、被激活的卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核,受精過程中發(fā)生了哪些主要的生理反應(yīng)？,頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)卵黃膜封閉作用,受精,精子,受精卵,卵黃膜,透明帶,輸卵管,卵子,合子,4、過程,受精前的準備階段,受精階段,受精過程,精子獲能,卵子的準備,放射冠,雌雄

10、原核形成,透明帶,受精卵的形成,卵黃膜,鞏固練習(xí),在受精作用過程中，體現(xiàn)受精實質(zhì)的是 A、同類生物的精卵互相識別 B、精子的頭部進入卵細胞 C、卵細胞膜增厚并形成受精卵膜 D、精子核與卵細胞核互相融合,D,防止多精入卵的屏障是 頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)卵黃膜封閉作用原有核膜破裂形成新的核膜 A B C D 哺乳動物受精是在什么結(jié)構(gòu)中完成的 A卵巢 B子宮 C胎盤 D輸卵管,D,D,在受精卵中，來自精子和卵細胞且數(shù)量相同的是 A線粒體 BDNA分子 C染色體 DRNA分子,不同物種動物的精子與卵細胞一般不能自然受精，這與精子和卵細胞膜上的下列哪種物質(zhì)密切相關(guān) A糖類 B磷脂 C糖蛋白 D載體,C,C,

11、受精卵,三 胚胎發(fā)育,1、卵裂期的特點：,細胞分裂方式為_ 細胞數(shù)目_ 胚胎總體積_或略有_ 每個細胞體積_ DNA數(shù)目_ 有機物總量_,有絲分裂,增加,不增加,縮小,減小,增加,減小,五、早期胚胎發(fā)育,桑椹胚,2、桑葚胚 32個細胞,每一個細胞都具有細胞全能性,內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤,內(nèi)細胞團,滋養(yǎng)層,囊胚腔,囊胚,孵化：囊胚進一步擴大，透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來的過程,細胞開始出現(xiàn)分化、具有囊胚腔,3、囊胚：,桑椹胚,4、原腸胚：,進一步分化出現(xiàn)原腸腔,滋養(yǎng)層,內(nèi)細胞團的表層和下方分化成外胚層和內(nèi)胚層,胎膜和胎盤,發(fā)育,滋養(yǎng)層,原腸胚,內(nèi)胚層,外胚

12、層,原腸腔,受精卵,第一次卵裂,第二次卵裂,第三次卵裂,桑椹胚,囊胚,原腸胚,胚的發(fā)育：,受精卵,卵裂期,桑椹胚（32細胞）,囊胚（透明帶破裂內(nèi)含囊胚腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔）,胎兒,最初在輸卵管內(nèi)進行有絲分裂,早期胚胎發(fā)育的幾個階段,在透明帶內(nèi)進行有絲分裂,充滿活力的精子,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿過放射冠。,穿過透明帶： 幾個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。,精子試圖進入卵子,生命之吻只有一名，幸運者才能將自己的遺傳物質(zhì)傳遞下去,

13、形成受精卵 精子進入卵子后，其細胞核變大到和卵子細胞核相似，精子細胞核（雄原核）和卵子細胞核（雌原核）同時向細胞中部靠攏，并相互融合成一個細胞核，這時稱受精卵。,受精卵一邊分裂，一邊向子宮移動，到達子宮需7-8天,受精后8天。胚芽完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,受精后的第三星期別看這小小的胚胎才2毫米長，但它卻已具備發(fā)育成全身各個器官的原始結(jié)構(gòu)-外、中、 內(nèi)三個胚層了,第四星期，與其說像人還不如說像魚，6毫米長的小生命已經(jīng)出現(xiàn)腦、脊柱、心臟和肝臟了。,新生命的第五周看啊，眼的雛形 出來了！,新生命的第六周四肢和腦都開始初 步分化了，真讓人激動！,這時，胚胎的心跳每分鐘

14、140150下是母親心跳的兩倍。,新生命的第七周進一步發(fā)育了， 看個整體的吧,新生命的第九周胎兒已基本成 形，看看手的進一步分化！,新生命的第十二周理論上這時的胎 兒已可以獨立生活，但其實出世的日子 還早。,新生命的第二十六周體內(nèi)器官的逐步分化和成熟.二十六周的胎兒如果出世，存活率已經(jīng)很高了！,新生命的第二十八周請注意體位， 現(xiàn)在已經(jīng)為分娩做好準備了！,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？,P67【資料分析】,比較而言，馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8-16細胞階段進入子宮，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。,21下列敘述不正確的是 A胚胎發(fā)育的早期有一段時間