1、专题3 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，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育一一 精子和卵子的发生精子和卵子的发生（一）精子的发生（一）精子的发生 睾丸睾丸睾丸的睾丸的曲细精管曲细精管1.发生部位发生部位2.发生时期发生时期初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退第一阶段：第一阶段：精原精原细胞细胞有丝分裂有丝分裂初级精初级精母细胞母细胞多个精多个精原细胞原细胞染色体复制染色体复制生长生长3.发生过程发生过
2、程第二阶段：第二阶段：初级初级精母精母细胞细胞联会、四分体联会、四分体同源染色体分离同源染色体分离次级次级精母精母细胞细胞着丝点分裂着丝点分裂姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离精子精子细胞细胞M分裂分裂M分裂分裂3.发生过程发生过程精子细胞精子细胞变形变形精子精子（图（图3-2）顶体的发生顶体的发生尾的发育尾的发育精子头出现精子头出现细胞质浓缩细胞质浓缩精子形成精子形成第第三三阶段：阶段：3.发生过程发生过程第第三三阶段：阶段：3.发生过程发生过程精子细胞精子细胞变形变形精子精子1 1 精子分哪几部分？精子分哪几部分？2 2 顶体是由什么发育的？顶体是由什么发育的？3 3 头部的主要部分是头部的
3、主要部分是由什么演变的由什么演变的？4 4 尾部是由什么演变的？尾部是由什么演变的？5 5 线粒体的去向？线粒体的去向？6 6 原生质滴的去向？原生质滴的去向？头、颈、尾头、颈、尾高尔基体高尔基体细胞核细胞核中心体中心体聚集在尾的基部形成线粒体鞘聚集在尾的基部形成线粒体鞘向后移动，脱落向后移动，脱落第第三三阶段：阶段：3.发生过程发生过程阅读阅读P P61-62.61-62.思考下列问题：思考下列问题：P62 讨论题讨论题 1 1、不是。不是。（1 1）在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的）在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1 1个或个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精几个卵子
4、完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，可以说子到发情母畜的生殖道内，可以说是动物为繁殖后代、是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；延续物种的一种生理保障机制；（2 2）在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，）在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，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，
5、位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的与卵子完成受精的只有一个。只有一个。2 2 细胞核是精子遗传物质储存和复制的细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合后后代遗传场所，也是参与精、卵结合后后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。特性与细胞代谢活动的控制中心。线粒体线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的是精子进行有氧呼吸产生能量的场所。精子的线粒体在精子形成过程中，场所。精子的线粒体在精子形成过程中，集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精是精子维持生存和运动能量的子维持生存和运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。P62 讨论题讨论题 一
6、一 精子和卵子的发生精子和卵子的发生（二）卵子的发生（二）卵子的发生 1.发生部位发生部位2.发生时期发生时期卵巢卵巢卵巢卵巢胎儿期胎儿期开始开始3.3.发生过程：发生过程：1)1)胎儿期胎儿期卵泡的形成和在卵巢内的储备卵泡的形成和在卵巢内的储备卵原卵原细胞细胞有丝分裂有丝分裂多个卵多个卵原细胞原细胞染色体复制染色体复制初级卵初级卵母细胞母细胞卵泡细卵泡细 胞包围胞包围卵泡卵泡3.3.发生过程：发生过程：2)2)初情期后初情期后成熟卵子的形成成熟卵子的形成初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵次级卵母细胞母细胞第一第一极体极体卵子卵子第二极体第二极体MM卵子已受精形成合子卵子已受精形成合子1.M1.M
7、在什么时候完成的？在什么时候完成的？2.2.什么是排卵？什么是排卵？3.3.一个卵泡中能形成几个成熟一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？的卵子？4.4.刚排出的卵是成熟的卵子吗？刚排出的卵是成熟的卵子吗？5.M5.M在什么时候完成的？在什么时候完成的？6.6.受精作用的场所在哪里？受精作用的场所在哪里？7.7.卵子受精的标志是什么？卵子受精的标志是什么？8.8.卵子的结构怎样？卵子的结构怎样？3.3.发生过程：发生过程：2)2)初情期后初情期后成熟卵子的形成成熟卵子的形成初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵次级卵母细胞母细胞第一第一极体极体卵子卵子第二极体第二极体MM卵子已受精形成合子卵子已受精形成合子
8、思考？思考？1.M1.M在什么时候完成的？在什么时候完成的？2.2.什么是排卵？什么是排卵？3.3.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？4.4.刚排出的卵是成熟的卵子吗？刚排出的卵是成熟的卵子吗？MM是在雌性动物排卵前后完成的。是在雌性动物排卵前后完成的。2.2.指卵子从卵泡中排出。马、犬排出的是初级卵母细指卵子从卵泡中排出。马、犬排出的是初级卵母细胞，而绵羊、牛、猪等排出的是次级卵母细胞。胞，而绵羊、牛、猪等排出的是次级卵母细胞。3.3.正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。4.4.是刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完
9、成减数第一次是刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二减数第二次分裂的中期次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。才能与精子结合完成受精过程。5.M5.M在什么时候完成的？在什么时候完成的？6.6.受精作用的场所在哪里？受精作用的场所在哪里？7.7.卵子受精的标志是什么？卵子受精的标志是什么？8.8.卵子的结构怎样？卵子的结构怎样？5.M5.M在精子和卵子结合的过程中完成的。在精子和卵子结合的过程中完成的。6.6.雌性动物的输卵管内。雌性动物的输卵管内。7.7.在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极在卵黄膜和透明
10、带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已完成了受精。体时，说明卵子已完成了受精。卵卵子子第一极体第一极体（三）精子和卵子在发生上的重要区别（三）精子和卵子在发生上的重要区别 哺乳动物哺乳动物卵泡的形成和在卵巢卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前内的储备是在出生前（胎儿期）（胎儿期）完成的。完成的。二二 受精受精 精子精子 +卵子卵子 =合子合子(受精卵受精卵)（一）地点：（一）地点：雌性的输卵管雌性的输卵管1、受精前的准备阶段 2、受精阶段（二）受精过程（二）受精过程1 1 准备阶段准备阶段n准备阶段1-精子获能准备阶段准备阶段2-卵子的准备卵子的准备在输卵管中发育到减数在输卵管中发育到减数第
11、二次分裂的中期第二次分裂的中期雌雌性动物生殖道中性动物生殖道中2 2 受精阶段受精阶段穿越透明带穿越透明带1 1）顶体反应）顶体反应精精 子子顶体酶顶体酶穿越放射冠穿越放射冠顶体酶顶体酶2 2 受精阶段受精阶段2 2）两道屏障）两道屏障a 透明带反应透明带反应b b 卵细胞膜反应卵细胞膜反应2 2 受精阶段受精阶段2 2 受精阶段受精阶段（3 3）原核形成）原核形成精子入卵后精子入卵后形形成雄原核成雄原核，卵，卵子完成子完成减数第减数第二次分裂形成二次分裂形成雌原核。雌原核。2 2 受精阶段受精阶段（4 4）两核融合受精卵形成）两核融合受精卵形成卵裂的过程分裂方式：分裂方式：细胞数量：细胞数量
12、：胚胎总体积：胚胎总体积：1.卵裂期的特点卵裂期的特点有丝分裂有丝分裂不断增加不断增加不增加，略有缩小不增加，略有缩小2 2、桑椹胚、桑椹胚 32 32个细胞个细胞主要特点：主要特点：具有细胞全能性具有细胞全能性3 3、囊胚：、囊胚：细胞开始出现分化、具有囊胚腔、细胞开始出现分化、具有囊胚腔、胚胎从透明带中伸展出来胚胎从透明带中伸展出来(孵化孵化)主要特点：主要特点：内细胞团、内细胞团、滋养层细胞滋养层细胞4 4、原肠胚：、原肠胚：主要特点：主要特点：具外、中、内三胚层和原肠腔具外、中、内三胚层和原肠腔内细胞团表层细胞内细胞团表层细胞内细胞团下方细胞内细胞团下方细胞内胚层包围的囊腔内胚层包围的
13、囊腔滋养层细胞滋养层细胞外胚层外胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔胎膜和胎盘胎膜和胎盘组织、器官的分化，幼组织、器官的分化，幼体的形成：体的形成：新生命的第五周新生命的第五周:看啊，看啊，眼的雏形出来了！眼的雏形出来了！新生命的第六周新生命的第六周:四肢和脑四肢和脑都开始初步分化了，真让人都开始初步分化了，真让人激动！激动！新生命的第七周新生命的第七周进一步发育了，看个进一步发育了，看个整体的吧整体的吧新生命的第九周新生命的第九周:胎儿胎儿已基本成形，看看手已基本成形，看看手的进一步分化！的进一步分化！新生命的第十二周新生命的第十二周:理论上这理论上这时的胎儿已可以独立生活，但时的胎儿已可以独立生活
14、，但其实出世的日子还早。其实出世的日子还早。新生命的第二十六周新生命的第二十六周中中间的很多周变化不大，是体间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和成熟，内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六周的胎儿就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活率已经很高如果出世，存活率已经很高了！看看就知道差不多了啊！了！看看就知道差不多了啊！新生命的第二十八周新生命的第二十八周:请注意体位，现在已经请注意体位，现在已经为分娩做好准备了！为分娩做好准备了！P P6767【资料分析资料分析】1.1.比较而言，马的胚胎进入比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次子宫时发育程度最高，其次为小鼠。为小鼠。人教版生
15、物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育2.2.马马应选择应选择囊胚阶段囊胚阶段的胚胎。的胚胎。牛牛在自然情况下，胚胎虽然最早在自然情况下，胚胎虽然最早可在可在8-168-16细胞阶段细胞阶段进入子宫，但进入子宫，但为了提高移植后胚胎的为了提高移植后胚胎的发育率和发育率和妊娠率妊娠率，在实践中通常用发育到，在实践中通常用发育到囊胚阶段囊胚阶段的胚胎进行移植。的胚胎进行移植。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育3.3.胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚
16、胎发育的基础上实现的。然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识人们正是在认识了这些自然规律的基础上，了这些自然规律的基础上，在体外进行在体外进行有效的有效的模拟，才使模拟，才使卵母细胞能在体外成熟卵母细胞能在体外成熟；精子能在精子能在体外完成获能体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件这
17、些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果下的基础研究成果。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育P68思考与探究思考与探究1 1哺乳动物的受精过程主要包哺乳动物的受精过程主要包括括精子穿越放射冠、透明带、精子穿越放射冠、透明带、进入卵黄膜、原核形成和配进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步骤子融合等步骤（详见教材中（详见教材中的受精过程）。的受精过程）。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育2 2 相似之处：相似之处：（1 1）细胞分裂的最初阶段为）细胞分裂的最初阶段为有丝分裂有丝分裂，不断增加生殖原细，不断
18、增加生殖原细胞的数量；胞的数量；（2 2）经过减数）经过减数两次两次分裂（分裂（M M I I和和M IIM II）才能形成）才能形成精子或卵精子或卵子。子。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育 不同之处：不同之处：（1 1）由）由一个一个精原细胞分裂最后精原细胞分裂最后可产生可产生4 4个精子；个精子；一个一个卵原细胞卵原细胞最后只能生成最后只能生成一个卵子一个卵子。（2 2）精子的形状为）精子的形状为蝌蚪状蝌蚪状；卵；卵子为子为球形球形。（3 3）多数哺乳动物）多数哺乳动物卵泡卵泡的的形成形成和在卵巢内的和在卵巢内的贮备贮备是在是在胎儿出生胎
19、儿出生前前完成。完成。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育3、精液由、精液由精子精子和和精清精清（精浆）两（精浆）两部分组成。精清中含有一种能部分组成。精清中含有一种能抑制抑制精子获能精子获能的物质，因此，在一般情的物质，因此，在一般情况下，精液中的况下，精液中的精子无法获能精子无法获能。只。只有当交配后精液进入雌性动物的生有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物殖道时，由生殖道分泌产生一种物质质解除对精子获能的抑制解除对精子获能的抑制，才能引，才能引起起精子获能精子获能。精子在。精子在雌性雌性动物生殖动物生殖道内道内获能获能
20、的部位因种类而异，但主的部位因种类而异，但主要是要是子宫和输卵管子宫和输卵管。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育防止多精入卵主要通过透明带反应和防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中，当精子程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜穿越透明带触及卵黄膜时，时，透明带会立即封闭，阻止后来的透明带会立即封闭，阻止后来的精子进入透明带，可看作是防止多精精子进入透明带，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内，内，可看作是防止多精受精的第二道可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生化机制，请参阅有屏障。其生理、生化机制，请参阅有关专著。关专著。人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育人教版生物选修三3.1体内受精早期胚胎发育
