專題3胚胎工程英國(guó)人W·希普于1890年在劍橋大學(xué)將純種安哥拉兔的兩個(gè)4細(xì)胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利時(shí)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(shí)兔安哥拉兔胚胎工程

胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)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(guò)處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。操作對(duì)象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1、精子的發(fā)生(1)場(chǎng)所:精子的發(fā)生是在

內(nèi)的

中完成的。(2)時(shí)期:(雄性動(dòng)物)從

到

。一、精子和卵細(xì)胞的發(fā)生哺乳動(dòng)物睪丸示意圖睪丸初情期曲細(xì)精管生殖機(jī)能衰退不斷地產(chǎn)生著精子初級(jí)精母細(xì)胞精原細(xì)胞(3)精子發(fā)生的過(guò)程第一階段第二階段第三階段有絲分裂MⅡ精子細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞MⅠ變形精子精子細(xì)胞精子？精子的形態(tài)：外形似蝌蚪，分__、__、__、三大部分。不同種動(dòng)物精子的形態(tài)____，大小略有____，與動(dòng)物的體型大小____

。頭頸尾相似不同無(wú)關(guān)①頂體的發(fā)生②尾的發(fā)育③精子頭出現(xiàn)④細(xì)胞質(zhì)濃縮⑤精子形成高爾基體發(fā)育為頭部的頂體中心體演變?yōu)榫拥奈簿蛹?xì)胞變成精子線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮成球狀，稱為原生質(zhì)滴。隨著精子的成熟過(guò)程向后移動(dòng)，直到最后脫落。精子的發(fā)生發(fā)育為演變?yōu)樾纬蓾饪s成變?yōu)榫宇^的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘膜(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀)細(xì)胞核高爾基體中心體線粒體細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)精子細(xì)胞變形中的主要變化1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對(duì)精子進(jìn)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(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。討論:（教材P62）這枚精子既幸運(yùn)，又強(qiáng)壯！2.精子細(xì)胞變成精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)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？提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)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(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)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(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。討論:（教材P62）充滿活力的精子

2、卵子的發(fā)生(1)場(chǎng)所:卵子的發(fā)生是在

內(nèi)中完成的。(2)時(shí)期:（動(dòng)物胚胎）在

以后，即

。動(dòng)物細(xì)胞卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系圖卵巢性別分化胎兒期在完成被包圍，形成卵泡一般不進(jìn)行MⅡ有絲分裂MⅠ卵原細(xì)胞（3）卵子發(fā)生過(guò)程胎兒時(shí)期第一極體MⅡ卵子第二極體退化消失受精初級(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞合子卵泡細(xì)胞受精過(guò)程排卵前后在中，場(chǎng)所為。輸卵管卵子結(jié)構(gòu)圖（卵細(xì)胞膜）排出的卵放射冠（卵丘細(xì)胞）透明帶卵黃間隙第一極體卵細(xì)胞膜核卵子的發(fā)生胎兒期初情期后卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞+第一極體合子+兩個(gè)極體初級(jí)卵母細(xì)胞2N2NN2N有絲分裂數(shù)目增多MⅠ分裂MⅡ分裂初級(jí)卵母細(xì)胞生長(zhǎng)透明帶形成卵細(xì)胞膜透明帶排卵減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵

前、后完成的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵細(xì)胞結(jié)合的過(guò)程中完成受精當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精P63第一段最后一句減數(shù)分裂間期卵子受精的標(biāo)志：

當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)受精。注意：初生女嬰的兩個(gè)卵巢中共有初級(jí)卵母細(xì)胞(初級(jí)卵泡)約兩百萬(wàn)個(gè)，它們都已進(jìn)入了第一次減數(shù)分裂的前期，并停留在前期不再發(fā)育。直到女孩進(jìn)入性成熟時(shí)期。此時(shí)約有400000個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞保留下來(lái)。初級(jí)卵母細(xì)胞受性激素的刺激才蘇醒過(guò)來(lái)，重新繼續(xù)發(fā)育。只有420個(gè)能發(fā)育成卵。在這420個(gè)有幸發(fā)育成卵的初級(jí)卵母細(xì)胞中，最早的一個(gè)是等待15年，而最后的一個(gè)是等待了50年才重新發(fā)育的。

胎兒期初情期P63/小資料：

牛剛出生時(shí)，每側(cè)卵巢大約含有15萬(wàn)個(gè)卵泡，每個(gè)卵泡內(nèi)都有一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞。出生后能夠發(fā)育成成熟排卵的卵泡只有200個(gè)左右，一生產(chǎn)下牛犢4~5頭。其他哺乳動(dòng)物的情況類似?？梢姡翰溉閯?dòng)物一生中卵母細(xì)胞的有效利用率

，胚胎工程要研究解決這樣的問(wèn)題。很低1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？提示：正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)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？提示：是指卵子從卵泡中排出。討論:（教材P63）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？提示：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)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(guò)程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。討論:（教材P63）

（1）.相似點(diǎn)：最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子或卵子。

3.精子和卵子的發(fā)生異同

（2）.不同點(diǎn)：兩次分裂連續(xù)，在睪丸曲細(xì)精管兩次分裂不連續(xù)，在卵巢和輸卵管初情期以后胎兒時(shí)期4個(gè)精子細(xì)胞1個(gè)卵細(xì)胞2個(gè)極體是否蝌蚪形圓形哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前完成的；精子是從初情期開始的1.以下說(shuō)法不正確的是A.雄性動(dòng)物從初情期開始產(chǎn)生精子B.1個(gè)精原細(xì)胞可以形成4個(gè)精子C.對(duì)多數(shù)家畜來(lái)說(shuō)，精子在睪丸內(nèi)形成的時(shí)間為兩個(gè)月左右D.動(dòng)物體型大的產(chǎn)生的精子多且大2.一個(gè)卵泡可以形成的卵子數(shù)目是A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)練習(xí)：3.下例不屬于精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是A.初級(jí)精母、卵母細(xì)胞的形成時(shí)間B.MⅠ和MⅡ的時(shí)間連續(xù)性C.成熟生殖細(xì)胞是否發(fā)生變形D.成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程。2.場(chǎng)所：輸卵管受精資料：張明覺(jué)(臺(tái)，美籍華人)

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：用各種方法處理兔附睪中的精子，無(wú)法實(shí)現(xiàn)體外受精。什么原因？

觀察現(xiàn)象：精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間不長(zhǎng)，但必須經(jīng)過(guò)這一時(shí)段才能受精。

得到啟示：精子在雌性生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才獲得受精能力?！?951年，張明覺(jué)和奧斯汀發(fā)現(xiàn)了“精子獲能”現(xiàn)象

研究?jī)r(jià)值：找到精子在體外獲能的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)物精子在體外條件下的獲能。4、過(guò)程受精前的準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時(shí)，才具備受精能力。受精階段：排卵12-24小時(shí)，在輸卵管壺腹部受精過(guò)程1、概念:指和結(jié)合形成(即)的過(guò)程。2、標(biāo)志:在和的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)。3、場(chǎng)所:受精是在內(nèi)完成的。二、受精精子受精卵卵細(xì)胞膜透明帶輸卵管卵子合子精子經(jīng)過(guò)哪些困難才能與卵子結(jié)合呢？1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應(yīng)---頂體內(nèi)的酶釋放，溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)和透明帶。2)穿越透明帶，接觸卵細(xì)胞膜---3)原核形成和配子結(jié)合透明帶反應(yīng)（第一道屏障）卵細(xì)胞膜反應(yīng)（第二道防線）哺乳動(dòng)物受精過(guò)程精卵相遇，發(fā)生頂體反應(yīng)，精子穿入放射冠精子接觸并穿過(guò)透明帶，并接觸卵細(xì)胞膜精子尾部脫離，核膜破裂，同時(shí)卵子完成第二次成熟分裂，釋放第二極體雌雄原核形成核膜消失，兩個(gè)原核融合第一次卵裂即將開始透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)釋放頂體酶，溶解卵丘細(xì)胞之間物質(zhì)雄原核雌原核卵子是否受精的重要標(biāo)志精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放頂體酶溶解透明帶接觸透明帶穿越放射冠溶解卵丘細(xì)胞（放射冠）穿越透明帶接觸卵細(xì)胞膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)形成第一道屏障（作用

）精子被微絨毛抱合精子外膜與卵細(xì)胞膜融合精子進(jìn)入卵精子進(jìn)入卵后變化①變化②變化③產(chǎn)生卵細(xì)胞膜反應(yīng)形成第二道屏障（作用？）尾部脫離核膜破裂形成雄原核形成雌原核激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體發(fā)育移動(dòng)接觸合并形成受精卵經(jīng)過(guò)種種障礙的精子終于與卵子相遇精子試圖進(jìn)入卵子

瞬間此時(shí),精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。

精子試圖進(jìn)入卵子瞬間防止多精入卵受精的第一道屏障是？防止多精入卵受精的屏障防止多精入卵受精的第二道屏障是？總結(jié)透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)卵子受精的標(biāo)志：

當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。區(qū)分受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志受精完成的標(biāo)志雌雄原核融合形成合子5.受精作用的實(shí)質(zhì)和意義

維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定

；對(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。精子穿越和受精過(guò)程小結(jié)：受精前的準(zhǔn)備階段受精階段受精過(guò)程精子獲能準(zhǔn)備階段1：卵子的準(zhǔn)備準(zhǔn)備階段2：放射冠雌雄原核形成和透明帶配子的結(jié)合精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜1.什么叫頂體反應(yīng)？2.什么叫透明帶反應(yīng)？3.什么叫卵細(xì)胞膜的封閉作用？4.防止多精入卵受精有哪些生理反應(yīng)？1、下列敘述是有關(guān)精子和卵子的區(qū)別：①初級(jí)性母細(xì)胞的形成時(shí)間②MI和MII的時(shí)間連續(xù)性③成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過(guò)變形④成熟生殖細(xì)胞的染色體數(shù)量①②③練習(xí)2、我國(guó)首例“虎獅獸”2002年在南京紅山動(dòng)物園誕生，利用了雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”完成這一過(guò)程需要解決的問(wèn)題①精子在體外用獲能物質(zhì)處理②用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜便于精子進(jìn)入③抽取精子、卵子的核進(jìn)行融合④精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵①練習(xí)---幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過(guò)透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子穿越透明帶接觸卵細(xì)胞膜時(shí)，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子進(jìn)入透明帶。透明帶反應(yīng)：

---當(dāng)?shù)谝痪舆M(jìn)入卵細(xì)胞膜后，卵細(xì)胞膜立刻緊縮、增厚、阻止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精。卵細(xì)胞膜反應(yīng)：防止多精入卵的兩道防線精子進(jìn)入卵子后,原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核。卵子被激活完成減二分裂，排出第二極體，形成雌原核。兩者向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個(gè)細(xì)胞核,這時(shí)稱受精卵。根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，分幾個(gè)階段：受精卵卵裂（包括2細(xì)胞期、4細(xì)胞期、8細(xì)胞、16細(xì)胞期、32細(xì)胞期）桑椹胚囊胚期原腸胚期（包括內(nèi)、中、外三胚層和原腸腔）幼體1、胚胎發(fā)育的過(guò)程：三、胚胎發(fā)育2、卵裂（1）、卵裂過(guò)程細(xì)胞分裂方式為_______細(xì)胞數(shù)目____胚胎總體積______或略有____每個(gè)細(xì)胞體積_____DNA數(shù)目_____有機(jī)物總量_____有機(jī)物種類_____減少（2）、卵裂期的特點(diǎn)：有絲分裂增加不增加縮小減小增加增加3、桑椹胚當(dāng)胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹，叫做桑椹胚。桑椹胚中的每個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞。滋養(yǎng)層：發(fā)育成胎