專題3:胚胎工程1胚胎工程概念P59（右下角）胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。2胚胎工程P61（第一段）胚胎工程的許多技術，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。因此要了解動物受精和早期胚胎發(fā)育。操作對象：早期胚胎和配子技術手段：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：哺乳動物的受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律3胚胎工程的建立一.胚胎移植技術的研究胚胎移植技術成為許多胚胎工程不可缺少的基礎環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術的成功和應用帶動和加速了體外受精技術的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細胞克隆、轉基因胚胎、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術應運而生。4專題3:胚胎工程5一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：雄性動物從初情期（青春期）——生殖機能衰退，在睪丸的

內不斷進行著生殖細胞的增殖，源源不斷地產生精子。1.精子的發(fā)生曲細精管6精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精子細胞精子第一次分裂（MⅠ）第二次分裂（MⅡ）有絲分裂變形第一階段第二階段第三階段很多精原細胞染色體復制7①頂體的發(fā)生②尾的發(fā)育③精子頭出現④細胞質濃縮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蛹毎兂删泳€粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘細胞內的其他物質濃縮成球狀，稱為原生質滴。隨著精子的成熟過程向后移動，直到最后脫落。81.細胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細胞內其他物質——精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘(尾的基部)原生質滴(球狀,最后脫落)精子細胞變形中的主要變化：9大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點10（1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾三大部分。（2）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體形大小無關。11

一，在自然繁殖的條件下，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；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以億計，但是通常只有一個精子能夠與卵子結合，這能說是一種浪費嗎？怎樣理解這一現象？

不是。這枚精子既幸運，又強壯！12

細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，也是參與精、卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。線粒體則是有氧呼吸產生運動能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘，是精子維持生存和運動能量的“動力工廠”或“發(fā)動機”。2.精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？132.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢成熟部位：輸卵管(2)時間：性別分化以后—初情期－生殖機能退化減數第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成（初情期）；減數第二次分裂是在精子和卵子結合過程完成的(卵原細胞形成成熟卵細胞的過程稱為卵子發(fā)生

)14卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復制初級卵母細胞MⅠ第一極體次級卵母細胞兩個第二極體第二極體卵子退化消失（3）卵子發(fā)生過程MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成15卵子發(fā)生過程第一階段:胚胎期間胚胎性別分化后開始到胎兒出生前完成,卵巢內卵原細胞就通過有絲分裂并進一步演變成初級卵母細胞,被卵泡細胞包圍,形成卵泡.

第二階段:初情期后初級卵母細胞減數分裂（減數第一次分裂），卵泡發(fā)育成熟并排卵。

排卵就是卵子從卵泡中排出卵子是初級卵母細胞或次級卵母細胞16第三階段:受精作用過程中

減數第二次分裂是在

和

結合的過程中完成的。成熟的卵細胞外層依次由

、

、

等三層結構組成。在卵黃膜和透明帶的間隙可以看到二個極體時，標志完成了

。

精子卵子放射冠透明帶卵黃膜受精作用注意：卵細胞的形成不是連續(xù)分裂的17家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖哺乳動物卵泡的形成和卵巢內的儲備，是在出生前（即胎兒時期）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。減數第一次分裂是在雌性動物排卵

前、后完成減數分裂間期犬說明：馬排出的是初級卵母細胞；綿羊、牛、豬排出的是次級卵母細胞和第一極體在卵黃膜和透明帶的間隙可觀察到兩個極體時說明卵子已完成了受精P63第一段最后一句18卵泡＝卵泡細胞＋初級卵母細胞排出的卵放射冠（卵丘細胞）透明帶卵黃間隙第一極體卵黃膜核卵丘細胞卵泡液初級卵母細胞卵泡次級卵母細胞19注意：初生女嬰的兩個卵巢中共有初級卵母細胞(初級卵泡)約兩百萬個，它們都已進入了第一次減數分裂的前期，并停留在前期不再發(fā)育。直到女孩進入性成熟時期。此時約有400000個初級卵母細胞保留下來。初級卵母細胞受性激素的刺激才蘇醒過來，重新繼續(xù)發(fā)育。只有420個能發(fā)育成卵。在這420個有幸發(fā)育成卵的初級卵母細胞中，最早的一個是等待15年，而最后的一個是等待了50年才重新發(fā)育的。

胎兒期初情期20P63/小資料：

牛剛出生時，每側卵巢大約含有15萬個卵泡，每個卵泡內都有一個初級卵母細胞。出生后能夠發(fā)育成成熟排卵的卵泡只有200個左右，一生產下牛犢4~5頭。其他哺乳動物的情況類似。可見：哺乳動物一生中卵母細胞的有效利用率

，胚胎工程要研究解決這樣的問題。很低21P63討論：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？

答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數第一次分裂，需要在輸卵管內進一步成熟，直到減數第二次分裂的中期才能與精子結合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內與精子受精的。答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。222、排出的卵子是什么時期的細胞？1、成熟卵子的形成與哪些部位有關？卵巢和輸卵管MI的初級卵母細胞或MII的次級卵母細胞和第一極體回顧23卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復制初級卵母細胞MⅠ第一極體次級卵母細胞兩個第

二極體第二極體卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細胞包圍,形成卵泡卵子發(fā)生過程胎兒時期完成初情期后︵青春期后︶在輸卵管中完成受精過程24精子與卵子的發(fā)生比較(P68/2.)睪丸卵巢輸卵管初情期以后胚胎期性別分化以后先有絲分裂后減數分裂4個精子細胞1個卵細胞

3個極體變形為蝌蚪形球形不變形精子是從初情期開始的；而哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內的儲備是在出生前完成的25鞏固練習1.下列不屬于胚胎工程的是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng)D.轉基因鯉魚的培育2.有一個卵原細胞中含有A與Aˊ、B與Bˊ兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）A.1個B.0或1個C.2個D.4個DB26二、受精1、概念:指精子和卵子結合形成合子(即受精卵)的過程。2、標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。3、場所:輸卵管27一)受精前的準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現象.2)卵子的準備:卵子有些是初級卵母細胞，有些是次級卵母細胞，排出后在輸卵管中發(fā)育到減數第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力4、過程28資料：張明覺(臺，美籍華人)

發(fā)現問題：用各種方法處理兔附睪中的精子，無法實現體外受精。什么原因？觀察現象：精子在雌性動物生殖道內運行的時間不長，但必須經過這一時段才能受精。得到啟示：精子在雌性生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才獲得受精能力?！?951年，張明覺和奧斯汀發(fā)現了“精子獲能”現象研究價值：找到精子在體外獲能的物質，實現了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能。29二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應使頂體內的酶釋放出來并溶解放射冠內的卵丘細胞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，當第一個精子進入后，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。透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障3)原核形成雄原核形成和雌原核形成精子進入卵子后,原核膜破裂，形成新核膜，形成雄原核和卵子細胞核相似。4)配子結合精子細胞核(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（合子）。（受精完成的標志）30受精階段：排卵12-24小時，在輸卵管壺腹部受精過程31精子穿越放射冠和透明帶頂體反應：使頂體內的酶釋放出來并溶解放射冠內的卵丘細胞之間的物質。32穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。33此時,精子的頭已經鉆進去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉的鉆頭，在尾巴拍打的驅動下，努力進入卵子。

34

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，當第一個精子進入后，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。穿過透明帶：透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障35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卵黃膜上的微絨毛抱住精子36

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。形成受精卵：受精作用的標志：在透明帶和卵黃膜間隙看到兩個極體受精作用的實質：精子和卵子核物質融合37卵子受精的標志：當在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經完成了受精。

判斷卵子受精以觀察到兩個極體為標志，卵母細胞減數分裂不是形成三個極體嗎？疑問P65小知識！38哺乳動物受精過程精卵相遇，發(fā)生頂體反應，精子穿入放射冠精子接觸并穿過透明帶，并接觸卵黃膜精子頭部膨脹，同時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，兩個原核融合第一次卵裂即將開始透明帶反應卵黃膜封閉作用釋放頂體酶，溶解卵丘細胞之間物質雄原核雌原核卵子是否受精的重要標志39哺乳動物受精過程示意圖40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？總結透明帶反應卵黃膜封閉作用415.意義維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定；對于生物的遺傳和變異十分重要。42受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。43受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。44人類胚胎第8周時在子宮內的照片454647此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映。4849505152受精卵卵裂期桑椹胚

囊胚

（內含囊胚腔）

原腸胚

（內含原腸腔）胎兒形成：在透明帶內進行有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少：由具有全能性細胞構成，細胞數在32個左右，排列緊密，形似桑椹內細胞團：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：在輸卵管進行有絲分裂，開始發(fā)育滋養(yǎng)層外胚層內胚層原腸腔二細

胞期四細

胞期八細

胞期桑椹胚孵化三.胚胎發(fā)育531、卵裂期的特點：細胞分裂方式為_______細胞數目____每個細胞體積_____胚胎總體積_____或略有___DNA總數目_____有機物總量_____有機物種類_____有絲分裂增加不增加縮小減小增加減少增加卵裂：合子形成后即在輸卵管內進行有絲分裂，開始發(fā)育。這段時間是在透明帶內進行的卵裂54新生命的第三天—桑椹胚桑椹胚特點：每個細胞都為全能細胞——發(fā)育成完整胚胎。胚胎細胞數達到32個左右時，形成致密細胞團，形似桑椹，叫做桑椹胚。55囊胚孵化：囊胚擴大，透明帶破裂，胚胎伸展出來。發(fā)育為各種組織發(fā)育為胎盤和胎膜細胞開始出現分化56哪個階段以前的細胞為全能細胞？哪個階段的細胞開始分化？何種結構將來發(fā)育成胎兒的各種組織？胎膜和胎盤由什么結構發(fā)育而來的？什么叫孵化？桑椹胚以前囊胚內細胞團滋養(yǎng)層囊胚擴大，導致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫孵化思考57受精卵卵裂期桑椹胚

囊胚

（內含囊胚腔）

原腸胚

（內含原腸腔）胎兒形成滋養(yǎng)層外胚層內胚層原腸腔原腸胚的主要特點？具有原腸腔、兩個胚層58受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原腸腔原腸胚外胚層中胚層內胚層———————內胚層——中胚層——原腸胚胚的發(fā)育：按照一定的次序向內運動受精卵——卵裂——囊胚原腸胚的形成59601.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<討論>答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應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。613.為什么說關于動物的體內受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節(jié)內容舉例說明。

提示：胚胎工程的許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎上實現的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內受精和胚胎發(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，這些都有賴于體內自然條件下的基礎研究成果。62受精作用和胚胎發(fā)育的過程5生命之吻——只有一名，幸運者才能將自己的遺傳物質傳遞下去63受精作用和胚胎發(fā)育的過程6脫去無用的尾巴（左圖），完全融入卵子體內

64受精作用和胚胎發(fā)育的過程7一個新的小生命的起始點——受精卵誕生了65受精作用和胚胎發(fā)育的過程8受精卵一邊分裂，一邊向子宮移動，到達子宮需7-8天

66受精作用和胚胎發(fā)育的過程9受精卵到達子宮后，分泌出藍色粘液，以固定于子宮內膜

67受精作用和胚胎發(fā)育的過程10隨后受精卵長出根須（右圖），深深扎根在子宮壁中

68受精作用和胚胎發(fā)育的過程1169受精作用和胚胎發(fā)育的過程12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構-外、中、內三個胚層了

70受精作用和胚胎發(fā)育的過程13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構——外、中、內三個胚層了

71受精作用和胚胎發(fā)育的過程14我滿月啦。第四星期的我，與其說像人還不如說像魚，6毫米長的小生命已經出現腦、脊柱、心臟和肝臟了。

72受精作用和胚胎發(fā)育的過程15舒適的小巢有利于胚胎的生長，也離不開子宮中胎盤的供養(yǎng)；每天長1毫米73受精作用和胚胎發(fā)育的過程1674受精作用和胚胎發(fā)育的過程1775受精作用和胚胎發(fā)育的過程1876受精作用和胚胎發(fā)育的過程1977受精作用和胚胎發(fā)育的過程2078受精作用和胚胎發(fā)育的過程2179受精作用和胚胎發(fā)育的過程2280受精作用和胚胎發(fā)育的過程2381神奇的生命現象82新生兒831.以精子的運行途徑為線索，設計一幅簡圖，來說明哺乳動物的受精過程。

提示：哺乳動物的受精過程主要包括精子穿越放射冠、透明帶、進入卵黃膜、原核形成和