第一节动物的胚胎发育和胚胎工程

精子试图进入卵子
此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头， 在 尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。
卵子受精的标志： 当在 卵黄膜和透明带 的间隙可以观 察到 两个极体 时，说明卵子已经完成 了受精。
4.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)概念： 通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受 精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生
后代的技术 目的： 快速繁殖动物优良品种 技术手段： 体外受精和早期胚胎培养 (2)过程
一、体外受精和胚胎体外培养
体外受精
概念：是指哺乳动物的精 子和卵子在体外人工控制 的环境中完成受精过程的 技术。 基本原理：人工模拟体内环 境（包括营养、温度、PH 等），使初级卵母细胞成熟， 同时使精子获能，最终完成 受精作用，并有计划地保存 胚胎
精子
观察P62图3－3，思考讨论问 题： 1、哺乳动物成熟的精子分为哪 细胞核 几部分？与动物体型大小有 线粒体 没有关系？ 2、P62“讨论”： 精子细胞变成精子过程中， 细胞核和线粒体都保留，如 何理解此现象？ 为何精子中的线粒体集中在 尾的基部？
精子细胞变形中的主要变化：
1.细胞核—— 精子头的主要部分
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：不是。其一，在自然繁殖的条件 下，可以说是动物为繁殖后代、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，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.在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎 在移植前后所处的生理环境保持一致？ 2.供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供 体内的位置相同或相似吗？胚胎移植实质上 是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置 的转移。你认为这样的概括正确吗？
为什么能收集到胚胎?
早期胚胎一定时间内处于游离状态。
供体和受体会不会发生排斥？
同种动物之间基本上不排斥。
移植的胚胎能保留供体双亲的特性?
遗传特性不受受体的影响。
胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传物
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质没有改变
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讨论：你对新科技条件下出现的“借腹生子” 现象赞同吗？ 所谓“借腹生子”是指利用试管婴儿和胚胎移 植技术，在受体母亲子宫内使胎儿发育成熟而 生出的过程。 （1）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕 不育现象，而且可以帮助一些由于自身素质不 良，如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲， 实现得到亲生子女的愿望。
1.概念： 合子 受精是 精子 卵子 与 结合形成 （即受精卵） 的过程。 受精 它包括 受精前的准备 阶段和 阶段。
二、受精
2.场所： 输卵管内
精子必须在雌性动物的生 殖道发生相应的生理变化 之后，才能获得受精能力。
受精过程（1）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。
1、卵母细胞的采集和培养 2、精子的采集和获能 3、受精
（2）对大家畜或 （1）实验动物：用促性腺激素处 大型动物：从废弃 理，使其排出更多的卵子，然后，从 卵巢中采集卵母细 输卵管中冲取卵子，直接与获能的精 胞或活体采卵 子在体外受精。
对不同动物,采取卵母细胞的方法不同
超排卵技术
利用促性腺激素处理，使得卵巢 中有更多的卵泡发育，更多的卵 被排出，这个过程就称为超数排 卵（superovulation）。
卵巢
1个卵细胞 3个极体
哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪 些相似点或不同点？
相似点： 最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细 胞的数量；经过两次减数分裂（MⅠ和MⅡ） 才能形成精子和卵子。 不同点： 一个精原细胞——多个精子；一个卵原细胞——一 个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺 乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前 完成的。
第一节
动物的胚胎发育 和胚胎工程
胚胎工程的概念：
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，以满足人类各种需求。
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、
（2）不赞同。给社会和人类伦理道德造成一定 的冲击。
三.胚胎移植的生理学基础
(1)供体和受体相同的生理环境；移入 (2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供 了可能； (3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫 排斥反应；存活 (4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没 有改变。不受影响
讨论
“借劣质动物之腹怀优秀个体之胎”
2、胚胎移植的过程： 选择 供体母牛 受体母牛
同期发情技术： ……同期发情处理…… 主要是借助外 源激素剌激卵 超数排卵 巢，使其按照 未配种 配种 供体公牛 预定的要求发 生变化，使处 取出早期胚胎 胚胎移植 理母畜的卵巢 生理机能都处 质量检查、培养 妊娠检查 于相同阶段， 从而达到同期 分娩（胚胎移植的犊牛） 发情。
精、卵相遇 接触透明带
顶体酶溶 解透明带
顶体反应 穿越放射冠
穿越透明带
顶体酶释放 溶解卵丘细胞 （放射冠）
接触卵黄膜
形成第一道屏障（作用 止多精入卵受精产生透明带反应 ） 精子被微绒毛抱合
精子外膜与卵黄膜融合
精子进入卵
变化①
精 子 变化② 尾部脱离 进 核膜破裂 入 卵 激活卵子完 后 变化③ 成减数第二 次分裂，排 出第二极体
胚胎干细胞培养等 理论基础：哺乳动物的受精和早期胚胎的发 育规律
一.精子和卵子的发生
1.精子的发生
产生的场所
睾丸(曲细精管)
产生时期：
初情期——生殖机能衰退
精原细胞
精 子 发 生 的 过 程
第一阶段
多个精原细胞
有丝分裂
初级精母细胞
MⅠ
染色体复制
第二阶段
次级精母细胞
MⅡ
精子细胞（含单倍染色体） 第三阶段 变形
二、卵子的发生
阅读P62－63，观察图3－5，讨论有关问题： （1）哺乳动物卵子的发生场所。 （2）哺乳动物卵子的发生过程。 （3）精子和卵子在发生上的重要区别是什么？ （4）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？ （5）精子和卵子发生主要有哪些相似点或不同 点？
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2.卵子的发生
穿过透明带：
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。
形成受精卵：
精子进入卵 子后,其细胞核 变大到和卵子细 胞核相似,精子 细胞核(雄原核) 和卵子细胞核(雌 原核)同时向细胞 中部靠拢,并相 互融合成一个细 胞核,这时称受 精卵。
培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体 移植或冷动保存 桑椹胚阶段：牛、羊
不同动物 胚胎移植 时间不同
8个或16细胞胚阶段：小鼠、家兔
4个细胞胚阶段：试管婴儿
一.胚胎移植
1.概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方 式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的 其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术. 供体：提供胚胎的个体。 受体：接受胚胎的个体。 胚胎的来源： 雌性动物的早期胚胎或体外受精得到的胚胎。
产生卵黄膜 封闭作用
形成第二道屏障 止多精入卵受精 （作用？） 形 成 受 精 卵
形成雄原核
发育 移动 接触 合并
形成雌原核
充满活力的精子
经过种种障碍的精子终于与卵子相遇
卵子的外层被 一层透明的薄 膜保护着，这 使它看起来像 一个悬浮在天 体中的漂亮的 星球。
此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜 成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头 钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子 则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。
精子与卵子的发生比较
场所 开始 细胞增殖方式 子细胞数 时间 目 是否 重要区别 变形 哺乳动物 变形 卵泡的形 成和在卵 巢内的储 备是在出 生前完成 不变 的； 形 而精子是 从初情期 开始的
精 睾丸 子
初情 先有丝分裂 期以 后减数分裂 后
4个 精子细胞
性别 先有丝分裂 分化 后减数分裂 卵 子 输卵管 以后
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的 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？
答：是指卵子从卵中排出。
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。
2.高尔基体—— 头部的顶体
3.中心体—— 精子的尾
4.线粒体—— 线粒体鞘 (尾的基部) 5.细胞内其他物质—— 原生质滴(球状,
最后脱落)
比较
不同动物精子的 形态相似 大小略有不同， 与动物体型无关
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射精量.
核心要点突破
(2010年广州模拟)如图为哺乳动物精 子细胞变形成为精子的过程图解，请据 图回答问题：
1)收集的方法:假阴道法, 手握法和电刺激等 2)获能处理: 培养法：(人工配制的获 能液中培养）啮齿动物、家 兔和猪 化学法：（一定浓度的 肝素或钙离子载体A23187溶 液中，化学药物诱导）牛、 羊