专题3 胚胎工程 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 如胚胎移植 体外受精 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 胚胎工程 专题3 胚胎工程 一 精子和卵子的发生 一 精子的发生 1 场所 在内的中完成的 2 时期 雄性动物 从到 睾丸 曲细精管 初情期 生殖机能衰退 方式 减数分裂 6 3 1体内受精和早期胚胎发育 1 哺乳动物精子的发生 发生场所 睾丸 时间 初情期 青春期 生殖机能衰退 发生的过程大致分为三个阶段 3 精子发生的过程 教材61页 精原细胞 多个精原细胞 次级精母细胞 精子 M 与M 是连续进行的 1 细胞核 2 高尔基体 3 中心体 4 线粒体 5 细胞内其他物质 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 最后脱落 教材61 62页 外形似蝌蚪 分 三大部分 不同种动物精子的形态 大小略有 与动物的体型大小 头颈尾 相似 不同 无关 精子的形态 P62 提示 不是 其一 动物在自然繁殖的条件下为繁殖后代 延续物种的一种生理保障机制 其二 在自然条件下 精子从射精部位运行到受精部位 在通过母畜生殖道的过程中 复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选 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 输卵管 的精子只剩百余个 与卵子完成受精的只有一个 1 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 这能说是一种浪费吗 怎样理解这一现象 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 而线粒体是有氧呼吸产生运动能量的场所 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 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 二 卵子的发生 卵子的发生场所主要是 卵巢输卵管 13 卵子的发生 场所 卵巢输卵管 14 卵泡 卵泡细胞 初级卵母细胞卵子 次级 或初级 卵母细胞 透明带 放射冠排卵 卵子从卵泡中排出 15 胎儿期 卵原细胞 有丝分裂增加数量 染色体复制 初级卵母细胞 被卵泡细胞包围 教材P63 16 初情期后 初级卵母细胞生长透明带形成 初级卵母细胞 排卵 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 受精的标志 2个 初情期后 初级卵母细胞生长透明带形成 初级卵母细胞 排卵 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 受精的标志 2个 卵原细胞 多个卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 第一极体 合子和两个极体 有丝分裂 胎儿期 形成卵泡 初情期后 进入输卵管 前后排卵 在受精过程中完成 19 20 卵原细胞 多个卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 第一极体 合子和两个极体 有丝分裂 胎儿期 形成卵泡 初情期后 进入输卵管 前后排卵 在受精过程中完成 21 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 1 部位 2 时间 二 卵子的发生 卵巢 M 输卵管 M 22 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 答 刚排出的卵子尚未完全成熟 仅完成第一次减数分裂 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 答 正常情况下 一个卵泡只能形成一个成熟的卵子 答 是指卵子从卵泡中排出 23 练一练 下图表示卵子发生过程 请据图回答有关问题 1 图中A是 B是 E是指作用 阶段C指 阶段D是指 2 当观察到第二极体时 可以表明 3 能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 填序号 第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期 卵子己完成了受精 D 24 比较精子和卵子的发生过程 作业 25 从初情期到生殖机能衰退 卵巢 M 输卵管 M 睾丸的曲细精管 胎儿期 初情期后 M 与M 连续 M 与M 不连续 原始生殖细胞均进行有丝分裂 生殖细胞成熟均为减数分裂 子细胞中染色体数均减半 不需变形 需变形 细胞质均等分配 细胞质不均等分配 高考调研27页 26 巩固练习 1 下列不属于胚胎工程的是 A 体外受精B 胚胎分割 胚胎移植C 胚胎干细胞培养D 转基因鲤鱼的培育 2 有一个卵原细胞中含有A与A B与B 两对同源染色体 它形成的含有AB的配子有 A 1个B 0或1个C 2个D 4个 D B 27 三 受精 1 概念 2 标志 3 场所 1 概念 指精子和卵子结合形成合子 即受精卵 的过程 2 标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 3 场所 受精是在输卵管内完成的 28 一 受精前的准备阶段 1 精子获能 精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后 才获得受精能力的生理现象 2 卵子的准备 在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期 才具有与精子受精的能力 4 过程 过程 3 受精阶段 包括精子穿越放射冠和透明带 进入卵黄膜 原核形成和配子结合 哺乳动物受精过程示意图 1 精子穿越放射冠和透明带 顶体反应 透明带反应 第一道 2 精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用 第二道 3 原核形成 雄原核和雌原核形成 4 配子结合 雌雄原核融合形成合子 受精卵 精 卵相遇 顶体反应 顶体酶释放 顶体酶溶解透明带 接触透明带 穿越放射冠 溶解卵丘细胞 放射冠 穿越透明带 接触卵黄膜 产生透明带反应 形成第一道屏障 作用 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜融合 精子进入卵 防止多精入卵 精子进入卵后 变化 变化 变化 产生卵黄膜封闭作用 形成第二道屏障 作用 尾部脱离核膜破裂 形成雄原核 形成雌原核 激活卵子完成减数第二次分裂 排出第二极体 发育移动接触合并 形成受精卵 防止多精入卵 穿过放射冠 在卵子外围集聚有几十个精子 它们首先穿放射冠 几个精子同时分解透明带 但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内 当第一个精子进入后 透明带的穿透性就立即发生变化 从而阻止其他精子穿越透明带 穿过透明带 2 精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 卵黄膜上的微绒毛抱住精子 3 原核形成 雄原核形成和雌原核形成 4 配子结合 雌雄原核融合形成合子 受精卵 受精完成标志 形成受精卵 小结受精阶段 精子穿越放射冠精子穿越透明带精子穿越卵黄膜原核形成配子结合 顶体反应 透明带反应 第一道 卵黄膜封闭作用 第二道 雄原核形成和雌原核形成 雌雄原核融合形成合子 受精卵 受精的意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 对于生物的遗传和变异十分重要 1 精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是 顶体反应 透明带反应 卵黄膜封闭作用 精子穿越放射冠A B C D 2 当卵母细胞达到哪一时期时 才具备与精子受精的能力 A 减数第二次分裂后期B 减数第一次分裂末期C 减数第二次分裂中期D 减数第二次分裂结束成熟 B C 课堂反馈 3 卵细胞的产生过程中减数第二次分裂发生在什么过程完成的 A 在卵巢内B 在受精前C 精子和卵子结合D 初级卵母细胞生成次级卵母细胞 C 4 下列过程 哪些发生在精子入卵后 A 精子继续完成减数第二次分裂 形成雄原核B 精子发生顶体反应C 发生卵黄膜封闭作用D 卵子完成减数第二次分裂 形成雌原核 CD 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 内含囊胚腔 原肠胚 内含原肠腔 胎儿形成 在透明带内进行有丝分裂 细胞数量不断增加 但胚胎总体积并不增加 或略有减少 由具有全能性细胞构成 细胞数在32个左右 排列紧密 形似桑椹 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 最初发育在输卵管进行有丝分裂 三 胚胎发育 滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔 1 卵裂期的特点 细胞分裂方式为 细胞数目 每个细胞体积 胚胎总体积 或略有 DNA数目 有机物总量 有机物种类 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 增加 减少 增加 胚胎发育 增加 桑椹 桑椹胚 囊胚期 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氧气和营养物质 内细胞团细胞 即胚胎干细胞 是一种未分化的细胞 具有全能性 能发育成完整的胚胎 滋养层 内细胞团 囊胚腔 囊胚的形成 受精卵 第一次卵裂 第二次卵裂 第三次卵裂 囊胚 囊胚 原肠胚 内胚层 中胚层 原肠胚 胚的发育 按照一定的次序向内运动 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚的形成 09海南卷 26 18分 选修模块3 现代生物科技专题 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题 1 精细胞经变形后 高尔基体发育形成精子的顶体 顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带 2 某动物排卵时 减数第一次分裂尚未完成 此时卵子处于卵母细胞阶段 当该细胞发育至减数第二次分裂期时 才具备受精能力 若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体 则表明过程已完成 顶体酶 初级 中 受精 3 动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内 使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植 为了获得更多的早期胚胎 常用激素对供体进行处理 其目的是获得更多的 经人工受精后可得到早期胚胎 用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时 发现活胚胎细胞不能被染色 其原因是活细胞膜 4 若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体 可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行处理 再植入到受体内 若要对早期胚胎进行长期保存 应将其置于条件下 生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性 2分 胚胎分割 冷冻 或液氮