胚胎工程是指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎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。胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。工程實質(zhì)理論基礎胚胎工程技術手段操作對象第1課時

胚胎工程的理論基礎受精早期胚胎發(fā)育401指精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。1.概念：3.過程:2.場所：輸卵管一、受精體現(xiàn)了細胞膜具有進行細胞間信息交流的功能受精前的準備階段受精階段準備階段Ⅰ——精子獲能準備階段Ⅱ——卵子的準備精子獲能的方法：①直接利用雌性動物的生殖道②培養(yǎng)在人工配制的獲能液牛豬綿羊馬成熟精子和幾種主要家畜的精子示意圖頭頸線粒體鞘尾（精子大小與動物體型大小無關）

剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在

發(fā)生

后，才能獲得

，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。雌性動物的生殖道受精能力注意：讓精子獲得受精能力而不是獲得能量相應的生理變化常見有效成分有肝素、Ca2+載體一、受精

準備階段Ⅰ——精子獲能1卵子一般在排出______后才能被精子穿入。2-3h馬、犬等少數(shù)哺乳動物排出的卵子是初級卵母細胞豬、羊等多數(shù)哺乳動物排出的卵子是次級卵母細胞排出的卵子要在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MⅡ(中)期時，才具備與精子受精的能力。卵原細胞初級卵母細胞次級卵母細胞馬、犬排卵豬、羊排卵發(fā)育一、受精準備階段Ⅱ——卵子的準備2不同動物排出的卵子成熟度不同01精子穿越卵細胞膜外的結構（透明帶）精子接觸卵細胞膜精子釋放出多種酶，以溶解卵細胞膜外的一些結構透明帶反應

精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會迅速發(fā)生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶。透明帶反應：精子入卵后，尾部脫離，核膜破裂，形成雄原核；同時卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核。卵細胞膜反應

精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。卵細胞膜反應：防止多精入卵的兩個屏障一、受精3.受精階段:?01精子穿越卵細胞膜外的結構（透明帶）精子接觸卵細胞膜精子頂體釋放出多種酶，以溶解卵細胞膜外的一些結構透明帶反應精子入卵后，尾部脫離，核膜破裂，形成雄原核；同時卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核。卵細胞膜反應防止多精入卵的兩個屏障一、受精3.受精階段:?雌、雄原核靠近核膜消失，形成合子第一次卵裂即將開始受精的標志：雌雄原核融合，形成合子受精完成的標志：雌、雄原核兩個極體準備階段準備階段1：精子獲能準備階段2：卵子的準備精子穿越卵細胞膜外的結構透明帶反應(阻止多精入卵的第一道屏障)精子接觸卵細胞膜精子入卵(進入卵細胞膜)卵細胞膜反應(阻止多精入卵的第二道屏障)雄、雌原核形成雌、雄原核融合形成合子受精階段(受精的標志：觀察到兩個極體或雌、雄原核)(受精完成的標志)雌性動物生殖道人工配制的獲能液在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MⅡ(中)期時，小結：受精作用二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚①受精卵②桑葚胚卵裂概念：胚胎發(fā)育早期，

有一段時間是在

內(nèi)進行分裂，

細胞數(shù)量

，但胚胎總體積

，

這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。分裂方式：

。透明帶不斷增加并不增加有絲分裂場所：輸卵管和子宮二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：當卵裂產(chǎn)生的子細胞逐漸形成致密的

，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。特點：這一階段及之前的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于

。細胞團胚胎干細胞二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：①胚胎進一步發(fā)育，細胞逐漸

。②聚集在胚胎一端的細胞形成

，

將來發(fā)育成

。③沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列是

，

將來發(fā)育成

。④胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的腔——

。這個時期的胚胎叫作囊胚。

分化內(nèi)細胞團胎兒的各種組織滋養(yǎng)層細胞胎膜和胎盤囊胚腔二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚囊胚進一步擴大，會導致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。注：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。擴展：原腸胚概念：囊胚

后，將發(fā)育形成原腸胚；結構：

外胚層內(nèi)胚層中胚層注：原腸胚不屬于早期胚胎。孵化原腸胚二、胚胎早期發(fā)育胚胎發(fā)育的場所受精卵。胚胎發(fā)育的起點是什么？胚胎發(fā)育的場所在哪？思考輸卵管和子宮。思考·討論不同動物受精卵發(fā)育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題幾種動物受精卵發(fā)育及其進入子宮的時間動物種類受精卵發(fā)育的時間/h進入子宮時受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段2細胞4細胞8細胞16細胞桑葚胚時間/天發(fā)育階段小鼠24～3838～5050～6060～7068～803桑葚胚綿羊36～38424867～72963～416細胞豬21～5151～6666～7290～110110～1142～2.54～6細胞馬2430～3650～607298～1066囊胚牛27～4244～6546～9096～120120～1444～58～16細胞注：馬牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。練習與應用·書本P591.判斷下列有關哺乳動物的表述是否正確。⑴在自然條件下，受精在子宮中完成。（）⑵精子需要獲能才能與卵子結合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力。（）⑶精子入卵后，卵細胞膜會發(fā)生反應阻止其他精子入卵。（）2.下列有關哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是（）A.在桑葚胚階段，胚胎的內(nèi)部開始出現(xiàn)含有液體的腔B.胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細胞一般都具有全能性，囊胚的細胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加×√×A輸卵管在輸卵管中成熟囊胚-囊胚腔，×；第2課時

胚胎工程技術及其應用體外受精胚胎移植胚胎分割精子的獲取一、體外受精1.過程：包括

、

和

等步驟卵母細胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)去除精清，以利于精子獲能目的在專用培養(yǎng)液中完成受精過程采集培養(yǎng)卵母細胞的采集一、體外受精①提高動物的繁殖能力②為胚胎移植提供可用的胚胎3.比較自然受精、人工授精和體外受精項目自然受精人工授精體外受精不同點過程不同場所不同相同點雌雄動物交配完成雌性動物輸卵管中用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖2.體外受精技術的意義中國首例試管嬰兒體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎

移植精子卵子受精卵早期胚胎受體(代孕母體)試管動物體外受精與試管嬰兒擴展：克隆牛VS試管?？寺∨＃涸嚬芘＃涸缙谂咛游锛毎艘浦搀w外受精重構胚受精卵胚胎移植試管動物克隆動物發(fā)育起點生殖方式技術手段核遺傳物質(zhì)核遺傳規(guī)律受精卵重構胚有性生殖無性生殖體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植動物細胞核移植技術、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植來自父本、母本來自核供體遵循孟德爾遺傳規(guī)律不遵循孟德爾遺傳規(guī)律供體和受體:供體：受體：1.概念：提供胚胎的個體遺傳性狀

，生產(chǎn)能力

。產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標準：職能：接受胚胎的個體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔繁重而漫長的

和

任務選擇標準：職能：2.胚胎移植的實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移。

指將通過

得到的胚胎，移植到

、

的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同優(yōu)良強妊娠育仔二、胚胎移植（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精優(yōu)良公牛3.胚胎移植的過程：外源促性腺激素處理注射雌激素或孕激素目的：誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。保證胚胎在移植前后處于相同的生理環(huán)境用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精。二、胚胎移植收集胚胎并檢查沖卵目的：從輸卵管或子宮角排出早期胚胎（早期胚胎處于游離狀態(tài)，容易收集）（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進行另一次移植優(yōu)良公牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）沖卵不同動物胚胎移植時間不同每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經(jīng)移植可產(chǎn)生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。產(chǎn)下的子代性狀取決于所用父本和供體桑葚胚或囊胚階段3.胚胎移植的過程：二、胚胎移植注意:（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）供體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）受體母牛多種激素同期發(fā)情處理促性腺激素超數(shù)排卵供體公牛發(fā)情配種或人工受精收集胚胎并檢查胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）②胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。1.該過程中兩次使用激素：第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理（雌激素或孕激素）；2.該過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；3.胚胎移植成功與否要有兩個條件：①一般在同種雌性供體和受體之間進行。第二次用于供體的超數(shù)排卵（促性腺激素）第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。二、胚胎移植1.將胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？2.需要在胚胎移植前對受體進行怎樣的操作？3.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應？4、經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？同期發(fā)情處理不能，需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體體內(nèi)?；静粫凸w保持一致二、胚胎移植思考:4.胚胎移植的意義：①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的

。②大大縮短了

本身的繁殖周期。③對供體施行

處理后，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。供體：提供胚胎的個體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標準：職能：受體：接受胚胎的個體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務選擇標準：職能：

胚胎移植是胚胎工程的最終技術環(huán)節(jié)5.地位：繁殖潛力供體超數(shù)排卵二、胚胎移植1.概念特點：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。理論基礎：顯微操作儀體視顯微鏡2.設備分割刀

指采用機械方法（切割針、切割刀）將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。

分割針動物胚胎細胞的全能性。三、胚胎分割3.過程：囊胚(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。(2)在顯微鏡下用分割針或分割刀分割，在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。(3)分割后的胚胎可直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等。三、胚胎分割①促進優(yōu)良動物品種的

。③在胚胎移植前，進行

等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。②產(chǎn)生的遺傳性狀

的后代繁殖相同性別鑒定、遺傳病篩查4.胚胎分割的意義三、胚胎分割

實踐證明，采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數(shù)越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前，仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。5.胚胎分割的局限性三、胚胎分割胚胎分割·判斷正誤P47(1)桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植()(2)對桑葚胚分割移植時，應將內(nèi)細胞團均等分割()(3)胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖，但胚胎分割是無性繁殖()×√×囊胚。原腸胚不行。3．胚胎分割技術是一種現(xiàn)代生物技術，下列關于這一技術的敘述正確的

是()①胚胎分割是將早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎③胚胎分割技術屬于無性繁殖，因此屬于克?、芘咛シ指罴夹g可以分割任意時期的胚胎A．①② B．②③ C．①③④ D．①