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(共23张PPT)
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。能不能让引进的两种奶牛快速、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，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？
一、 胚胎工程的理论基础
本节聚焦:
胚胎形成经过了哪些过程？
受精和早期胚胎发育的基本过程是什么？
第3节 胚胎工程
一
胚胎工程
概 念
是指对生殖细胞、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。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
1. 工程实质：
2. 理论基础：
二
受精作用
胚胎工程理论基础
1、概念:
2、场所:
3、过程：
指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。
输卵管
准备阶段
受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
（2）获能的方法
直接利用 使精子获能；
将精子培养在 中使其获能；
二
受精作用
胚胎工程理论基础
准备阶段1： 精子获能
准备阶段2：卵子的准备
（1）机理：
刚排出的精子 （“有”或“无”）受精能力， 必须在雌性动物生殖道内发生相应相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。
卵子要在 内进一步成熟，达到减数第二次分裂中期（MⅡ期）时，才具备与精子受精的能力。
准备阶段
雌性动物生殖道
人工配制的获能液
生物种类不同成分有差异；
常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
无
输卵管
自然状态下，“排卵”其实排出的是 （“卵母细胞”或“卵细胞”）
若成功受精，卵子会完成减数分裂。
若不能受精，则保留此状态约48小时后死亡。
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。
头
颈
线粒体鞘
尾
*不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关
成熟精子的结构
（细胞核）
（中心体）
顶体（高尔基体）
二
胚胎工程理论基础
受精作用
受精阶段
① 精子穿越卵细胞膜外的结构(如透明带等)
精子头部释放出多种酶，溶解这些结构
② 精子接触卵细胞膜
透明带反应
透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
卵细胞膜反应
是卵细胞防止多精入卵的两道屏障！！
，精子入卵
维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定
二
胚胎工程理论基础
受精作用
受精阶段
③雌、雄原核形成
雄原核
雌原核
放出第二极体
第一极体
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核。
二
胚胎工程理论基础
受精作用
受精阶段
④雌雄原核融合，形成合子(受精卵)
雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。
受精的标志:
PK
受精完成的标志：
观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）。
或观察到雌雄原核。
雌雄原核融合，形成合子。
已受精
已完成受精
未受精
小结：受精作用
准备阶段
受精阶段
准备阶段1：精子获能
准备阶段2：卵子的准备
：发育至MⅡ期。
雌性动物生殖道
人工配制的获能液
① 精子穿越卵细胞膜外的透明带等（精子释放多种酶）
② 精子接触卵细胞膜，精子入卵（阻止多精入卵的2道屏障）
③雌、雄原核形成
④雌雄原核融合，形成合子(受精卵) ——受精 PK 完成受精
二
早期胚胎发育
胚胎工程理论基础
1、场所:
2、过程：
原肠胚
输卵管和子宫
受精卵
桑葚胚
囊胚
原肠胚
二
胚胎早期发育
2、过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
卵裂期
原肠胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
受精卵
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，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
卵裂：
分裂方式：
项目 变化
细胞数目
胚胎的总体积
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
增加
减小
增多
不变
减少
不增加
有丝分裂
《金版》P96 6
二
胚胎早期发育
2、过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
原肠胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
受精卵
桑葚胚
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。
特点：
桑葚胚及之前每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
卵裂 + 桑葚胚
二
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑葚胚
囊胚
原肠胚
囊胚
特点：
结构：
细胞开始分化
内细胞团
滋养层细胞
囊胚腔
——发育成胎儿的各种组织
——发育成胎膜和胎盘
内细胞团
囊胚腔
滋养层
囊胚
透明带
（聚集在胚胎一端的细胞）
（沿透明带内壁扩展和排列的细胞）
具有全能性
孵化：
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
（作为胎儿的各种鉴定）
囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
孵化
孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
原肠胚的形成过程
二
胚胎早期发育
过程：
受精卵
2细胞胚
4细胞胚
8细胞胚
桑椹胚
囊胚
原肠胚
原肠胚
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
逐渐分化形成各
种组织、器官等
中胚层：
外胚层：
内胚层：
原肠胚
——出现胚层分化
由内胚层包围的空腔叫做原肠腔
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。
注：马、牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。
思考·讨论 不同动物受精卵发育的比较 P59
动物种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的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
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
1. 哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
2. 将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理？
马，处于囊胚阶段
小鼠至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。
牛自然情况下，胚胎最早可在8~16细胞阶段
1.下列细胞，哪一个为受精的标志（ ）
C
2.孵化发生的时期是（ ）
A 卵裂期 B 桑葚胚 C 囊胚期 D 原肠胚
C
练习与应用
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。（ ）
（2）精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。（ ）
（3）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。（ ）
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
×
×
√
A
一、概念检测
1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
提示：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
二、拓展应用
练习与应用

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