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(共19张PPT)
2.3 胚胎工程
从社会中来
我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生生育四五次。
如何解决这个难题呢？
胚胎工程
01
胚胎工程概述
1.概念：
指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
操作对象
2.常用技术：
在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件的模拟操作
体外受精、胚胎移植、胚胎分割
3.实质：
02
胚胎工程的理论基础——受精
2
知识回顾
必修二 减数分裂与受精作用
曲细精管
精子产生的场所：
精子开始产生的时间：
卵子产生场所：
卵细胞
卵泡
输卵管
子宫
卵巢
卵子开始产生的时间：
睾丸
初情期
卵巢
胎儿期
受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。
02
胚胎工程的理论基础——受精
在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
02
胚胎工程的理论基础——受精
①概念
刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。
②使精子获能的方法
1、直接利用雌性动物的生殖道使精子获能
2、将精子培养在人工配制的获能液中使其获能
获能液中常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。
准备阶段1——精子获能
准备阶段1——精子获能
02
胚胎工程的理论基础——受精
实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了重要基础。
③研究精子获能机制的意义
④ 成熟精子的结构
遗传物质的储存场所
为生存和运动提供能量
02
胚胎工程的理论基础——受精
① 卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入
② 动物排出的卵子成熟程度不同：
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。
③ 卵子成熟的场所：
都要在输卵管内进一步成熟
④ 卵子具备与精子受精能力的时期：MⅡ期
准备阶段1——卵子的准备
成熟准备
卵子形成过程是不连续的
减Ⅰ期：
减Ⅱ期：
精卵结合过程中完成的（输卵管）
一般在排卵前后完成（卵巢）
精子穿越卵细胞膜外的结构
如透明带等
精子释放的多种酶溶解
精子接触卵细胞膜
①透明带反应
触及卵细胞膜瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
精子入卵
①精子形成雄原核
②卵细胞膜反应
精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
精子入卵尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜
阻止多精入卵的两道屏障
1.过程
受精阶段
02
胚胎工程的理论基础——受精
顶体酶
放射冠（卵丘细胞）
顶体反应
②卵子完成减Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核
顶体：
内含多种水解酶，统称顶体酶
（卵丘细胞）
放射冠
受精阶段
02
胚胎工程的理论基础——受精
雌、雄原核靠近
核膜消失
受精完成的标志：
受精的标志：
观察到两个极体或者雌、雄原核
雌、雄原核融合形成合子（受精卵）
形成含有两个染色体组的合子就是受精卵
受精卵开始发育
第一次卵裂即将开始
2
03
胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育
输卵管和子宫
1.胚胎发育的场所：
（1）卵裂
①概念：
胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
②分裂方式：
有丝分裂
卵裂时期 变化
细胞数量
每个细胞体积
DNA总量
有机物总量
有机物种类
增多
减小
增多
减少
03
胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育
2细胞
4细胞
8细胞
受精卵
透
明
带
增多
特点
（2）桑葚胚
①概念：
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。
细胞未分化
一般为32细胞
桑葚胚
透明带
03
胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育
（3）囊胚
①概念：
胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，形成内细胞团、滋养层细胞；随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
②结构:
内细胞团：
滋养层细胞：
囊胚腔：
将来发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘。
③孵化：
囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来。
03
胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育
开始分化，形成囊胚腔
（4）原肠胚
03
胚胎工程的理论基础——胚胎早期发育
结构
外胚层
内胚层
中胚层
逐渐分化形成各种组织、器官等。
进一步分化，形成三个胚层和原肠腔
受精卵
卵裂
孵化
桑葚胚
囊胚
原肠胚
幼体
胚胎发育过程小结：
开始分化
未分化
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑葚胚 天 发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3 桑葚胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4 10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4 16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5 4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6 囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5 8~16细胞
不同动物受精卵发育的比较
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，讨论相关问题(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)
并植入
着床：
胚胎与母体建立联系，实现物质交换
课后作业
P59：练习与应用
小册子检测案10

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