第3節(jié)

胚胎工程2.3.1胚胎工程的理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標1.哺乳動物在自然條件下受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律是胚胎工程重要的理論基礎(chǔ)。闡述細胞的結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)。2.以過程圖的形式表示受精作用和胚胎發(fā)育的過程。目錄

一.受精二.胚胎早期發(fā)育一.受精（一）受精：受精定義階段指精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。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——卵子的準備場所輸卵管內(nèi)準備階段1：精子獲能（1）概念：

剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。（3）研究精子獲能機制的意義：實現(xiàn)了各種哺乳動物在體外條件下的獲能，為___

__________的建立奠定了基礎(chǔ)。體外受精技術(shù)（2）獲能方法：*獲能液的成分因動物種類不同而有所差異；*獲能液常見有效成分有肝素、Ca2+載體等；直接利用

使精子獲能；將精子培養(yǎng)在

中使其獲能；雌性動物生殖道人工配制的獲能液張明覺，美籍華人，生殖生物學(xué)家、育種學(xué)家和避孕藥的創(chuàng)始人。1951年發(fā)現(xiàn)“精子獲能”現(xiàn)象，被人們譽為“試管嬰兒”的先驅(qū)。注意①精子獲能實質(zhì)是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。②精子獲能的場所：雌性動物的生殖道。2.什么是精子獲能？精子獲能是指精子獲得能量嗎？精子獲能的方法？

準備階段1：精子獲能頭頸線粒體鞘尾*不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體型大小無關(guān)（4）成熟精子結(jié)構(gòu)（細胞核）（中心體）頂體（高爾基體）思考：精子的結(jié)構(gòu)特性與其功能有什么相關(guān)性？精子運動提供能量遺傳物質(zhì)儲存場所（一）受精：2.準備階段Ⅱ——卵子的準備卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些實驗證據(jù)表明，卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程。2-3h卵原細胞初級卵母細胞次級卵母細胞馬、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馬、犬排卵豬、羊排卵

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。發(fā)育思考：在進行體外受精操作時，需要對精子和卵子進行什么處理？①精子：獲能處理；②卵子：成熟培養(yǎng)受精階段自主閱讀課本P57“受精階段”文字部分，回答以下問題1.受精時，精子依次穿過了哪些結(jié)構(gòu)？2.防止多精入卵的機制有哪些？這有什么意義？3.入卵后，精子和卵子發(fā)生了哪些變化？4.卵細胞受精的標志是什么？受精完成的標志是什么？受精一精子穿越卵細胞膜外的結(jié)構(gòu)，如透明帶釋放出多種酶，以溶解這些結(jié)構(gòu)精子接觸卵細胞膜透明帶反應(yīng)精子入卵卵細胞膜反應(yīng)透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細胞膜的瞬間，透明帶會迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進入透明帶卵細胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)防止多精入卵的兩個屏障受精階段1.受精時，精子依次穿過了哪些結(jié)構(gòu)？2.防止多精入卵的機制有哪些？這有什么意義？（維持每種生物前后代體細胞染色體數(shù)目的恒定）借助自身運動精子穿越卵細胞膜外的結(jié)構(gòu)，如透明帶精子接觸卵細胞膜透明帶反應(yīng)精子形成雄原核精子入卵卵細胞膜反應(yīng)精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子的核還大的核，叫做雄原核。雄原核雌原核放出第二極體第一極體防止多精入卵的兩個屏障卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體，形成雌原核多數(shù)哺乳動物的第一極體不進行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體，觀察到的兩個極體為一個第一極體一個第二極體(P58相關(guān)信息)3.入卵后，精子和卵子發(fā)生了哪些變化？雌、雄原核靠近核膜消失，形成受精卵第一次卵裂即將開始受精的標志：觀察到兩個極體或者雌、雄原核。受精完成的標志：雌雄原核形成合子（受精卵）雌雄原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此靠近，核膜消失。這個含有兩個染色體組的合子就是受精卵。受精過程結(jié)束后，受精卵的發(fā)育也就開始了。4.卵細胞受精的標志是什么？受精完成的標志是什么？受精的實質(zhì)：兩細胞核融合

受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核基因：質(zhì)基因：精子和卵子各提供一半幾乎全部來自卵細胞二.胚胎早期發(fā)育二、胚胎早期發(fā)育1.胚胎發(fā)育的場所在哪里？2.胚胎發(fā)育過程主要包括哪幾個階段？3.發(fā)育的每個階段各有何特征？4.什么是桑葚胚？同學(xué)們認真閱讀P56-57，思考下列問題：二、胚胎早期發(fā)育幼體繼續(xù)分化出生發(fā)育性成熟個體卵裂期胚胎發(fā)育受精卵2細胞胚4細胞胚8細胞胚桑葚胚囊胚原腸胚受精卵開始向子宮移動，受精卵在輸卵管一邊移行，一邊進行有絲分裂，逐漸發(fā)育成胚胎?？煞譃橐韵聨讉€階段：桑椹胚、囊胚、原腸胚二、胚胎早期發(fā)育1.卵裂桑葚胚卵裂(細胞未分化)受精卵2細胞胚4細胞胚8細胞胚胚胎發(fā)育早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行分裂，細胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱卵裂。二、胚胎早期發(fā)育2.桑葚胚當卵裂產(chǎn)生的子細胞數(shù)目達到32個，逐漸形成致密的細胞團，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。這一階段及之前的每個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細胞。(2)特點(1)概念二、胚胎早期發(fā)育3.囊胚內(nèi)細胞團滋養(yǎng)層囊胚腔發(fā)育胎盤和胎膜發(fā)育胎兒的各種組織聚集在胚胎一端沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列胚胎內(nèi)部含有液體的腔。內(nèi)細胞團的細胞未分化，可以作為胚胎干細胞的來源。滋養(yǎng)層細胞已經(jīng)分化，將來只能分化為胎盤和胎膜。二、胚胎早期發(fā)育3.囊胚囊胚進一步_______，會導(dǎo)致____________，胚胎從_________中__________，這一過程叫做孵化。擴大透明帶破裂透明帶伸展出來孵化*孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育二、胚胎早期發(fā)育桑葚胚→囊胚形成囊胚擴大→孵化二、胚胎早期發(fā)育4.原腸胚內(nèi)胚層中胚層外胚層囊胚孵化后，將發(fā)育形成_______；原腸胚表面的細胞層為_________，向內(nèi)遷移的細胞形成_______；隨著發(fā)育的進行，一部分細胞還會在內(nèi)外兩個胚層之間形成______；這三個胚層將_____________________________；原腸胚外胚層內(nèi)胚層中胚層逐漸分化形成各種組織、器官等二、胚胎早期發(fā)育受精卵：最初在輸卵管進行有絲分裂卵裂期：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加。桑葚胚：由全能細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑葚囊胚（內(nèi)含囊胚腔）內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤原腸胚（內(nèi)含原腸腔）外胚層中胚層內(nèi)胚層胎兒形成進一步發(fā)育為不同的組織、器官、系統(tǒng)胚胎早期發(fā)育過程小結(jié)二、胚胎早期發(fā)育不同動物受精卵發(fā)育的比較注：馬、牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高?表中馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。

二、胚胎早期發(fā)育2.將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應(yīng)選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎?如果換成牛又該怎樣處理?小鼠應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑葚胚階段的胚胎進行移植。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.不同動物胚胎進入子宮所處的時期不同，這個胚胎工程提供了什么啟示？體外受精形成的胚胎，發(fā)育到一定階段方可移植到子宮中。受精早期胚胎發(fā)育受精前的準備精子和卵子的結(jié)構(gòu)受精的過程精子穿越透明帶囊胚原腸胚精子進入細胞膜雌雄原核的形成核膜重構(gòu)成受精卵卵裂桑葚胚胚胎工程的理論基礎(chǔ)小結(jié)課堂檢測1.下列關(guān)于卵母細胞采集、精子獲能的敘述，正確的是()A.有些動物在采集卵母細胞時要用外源促性腺激素處理，使其超數(shù)排卵B.從輸卵管中取出的成熟卵子應(yīng)已完成整個減數(shù)分裂過程C.從附睪采集到的精子可以直接與卵母細胞完成受精作用D.在卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子在體外受精√2.下列關(guān)于哺乳動物受精的說法中，正確的是()A.防止多精入卵的兩道屏障分別是免疫反應(yīng)和透明帶反應(yīng)B.受精的實質(zhì)是雌雄原核的融合，雄原核就是精子的細胞核