第一節(jié)動(dòng)物的胚胎發(fā)育和胚胎工程

第一節(jié)動(dòng)物的胚胎發(fā)育和胚胎工程胚胎工程胚胎工程的概念：胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培育等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還須要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類各種需求。操作對(duì)象：技術(shù)手段：理論基礎(chǔ)：早期胚胎和配子胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培育等哺乳動(dòng)物的受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律產(chǎn)生的場(chǎng)所睪丸(曲細(xì)精管)產(chǎn)生時(shí)期：初情期——生殖機(jī)能衰退一.精子和卵子的發(fā)生1.精子的發(fā)生精原細(xì)胞有絲分裂初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子細(xì)胞（含單倍染色體）精子MⅠ第一階段其次階段第三階段MⅡ精子發(fā)生的過程多個(gè)精原細(xì)胞染色體復(fù)制變形視察P62圖3－3，思索探討問題：1、哺乳動(dòng)物成熟的精子分為哪幾部分？與動(dòng)物體型大小有沒有關(guān)系？2、P62“探討”：精子細(xì)胞變成精子過程中，細(xì)胞核和線粒體都保留，如何理解此現(xiàn)象？為何精子中的線粒體集中在尾的基部？細(xì)胞核線粒體精子細(xì)胞變形中的主要變更：1.細(xì)胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)——精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀,最終脫落)比較不同動(dòng)物精子的形態(tài)相像大小略有不同，與動(dòng)物體型無關(guān).射精量.核心要點(diǎn)突破(2010年廣州模擬)如圖為哺乳動(dòng)物精子細(xì)胞變形成為精子的過程圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答問題：提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動(dòng)物為繁殖后代、持續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對(duì)精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或解除，造成精子大量損耗。最終到達(dá)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種奢侈嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問題探討:提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的限制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消逝，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？二、卵子的發(fā)生.閱讀P62－63，視察圖3－5，探討有關(guān)問題：（1）哺乳動(dòng)物卵子的發(fā)生場(chǎng)所。（2）哺乳動(dòng)物卵子的發(fā)生過程。（3）精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)分是什么？（4）剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？（5）精子和卵子發(fā)生主要有哪些相像點(diǎn)或不同點(diǎn)？2.卵子的發(fā)生(1)時(shí)期：卵泡的形成和儲(chǔ)備是在期，排卵是在哺乳動(dòng)物進(jìn)入初情期起先。(2)場(chǎng)所：和輸卵管。胎兒卵巢胎兒期(有性別分化以后)卵原細(xì)胞有絲分裂多個(gè)卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級(jí)卵母細(xì)胞MⅠ第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞兩個(gè)其次極體其次極體卵子退化消逝卵子發(fā)生過程MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時(shí)期完成卵子的發(fā)生卵子從卵泡中排出（排出的卵細(xì)胞在減數(shù)其次次分裂中期才能受精）多數(shù)哺乳動(dòng)物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)其次次分裂形成兩個(gè)極體思索題1個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子排卵排的是什么？剛排出的卵細(xì)胞是否成熟？..1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，須要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)其次次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。答：正常狀況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。精子與卵子的發(fā)生比較場(chǎng)所開始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸初情期以后先有絲分裂后減數(shù)分裂

4個(gè)精子細(xì)胞變形哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前完成的；而精子是從初情期開始的卵子卵巢輸卵管性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂

1個(gè)卵細(xì)胞3個(gè)極體不變形哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相像點(diǎn)或不同點(diǎn)？相像點(diǎn)：最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同點(diǎn)：一個(gè)精原細(xì)胞——多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞——一個(gè)卵子；精子形態(tài)為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動(dòng)物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒誕生前完成的。二、受精1.概念：

受精是

與

結(jié)合形成

（即受精卵）的過程。它包括

階段和

階段。2.場(chǎng)所：精子卵子合子受精前的準(zhǔn)備受精輸卵管內(nèi)1.受精前的準(zhǔn)備卵子的準(zhǔn)備必須在輸卵管內(nèi)發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期精子的準(zhǔn)備精子獲能1.受精前的準(zhǔn)備精子必需在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變更之后，才能獲得受精實(shí)力。受精過程（1）穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。

幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。穿過透亮帶：

精子進(jìn)入卵子后,其細(xì)胞核變大到和卵子細(xì)胞核相似,精子細(xì)胞核(雄原核)和卵子細(xì)胞核(雌原核)同時(shí)向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個(gè)細(xì)胞核,這時(shí)稱受精卵。形成受精卵：精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放頂體酶溶解透亮帶接觸透亮帶穿越放射冠溶解卵丘細(xì)胞（放射冠）穿越透亮帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透亮帶反應(yīng)形成第一道屏障（作用）精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進(jìn)入卵止多精入卵受精精子進(jìn)入卵后變更①變更②變更③產(chǎn)生卵黃膜封閉作用形成其次道屏障（作用？）尾部脫離核膜裂開形成雄原核形成雌原核激活卵子完成減數(shù)其次次分裂，排出其次極體發(fā)育移動(dòng)接觸合并形成受精卵止多精入卵受精充溢活力的精子經(jīng)過種種障礙的精子最終與卵子相遇此時(shí)經(jīng)過種種障礙的精子最終與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道須要攻破的關(guān)卡。此時(shí)，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運(yùn)動(dòng)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。卵子的外層被一層透亮的薄膜愛護(hù)著，這使它看起來像一個(gè)懸浮在天體中的美麗的星球。精子試圖進(jìn)入卵子

此時(shí),精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。

有幾個(gè)精子入卵？卵子受精的標(biāo)記：當(dāng)在的間隙可以視察到時(shí)，說明卵子已經(jīng)完成了受精。卵黃膜和透亮帶兩個(gè)極體4.意義維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定；對(duì)于生物的遺傳和變異特別重要。受精卵人體胚胎發(fā)育快速.flv腹中胎兒誕生全過程.flv三.胚胎發(fā)育卵巢排卵、受精、卵裂和植入示意圖孵化..\開課視頻\著床.flv內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞囊胚囊胚卵裂期桑椹胚（卵裂球致密化）在此之前每一個(gè)細(xì)胞都是全能細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞原腸胚外胚層內(nèi)胚層囊胚胚胎干細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（ICM）受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時(shí)它分裂發(fā)育為幾百個(gè)細(xì)胞。

受精后6星期，人形已隱隱可見。這時(shí)，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的照片此時(shí)胎兒已長到20周，他移動(dòng)手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對(duì)吮吸的反映。(1)概念：通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培育發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)(2)過程移植卵子受精卵早期胚胎子宮精子個(gè)體試管動(dòng)物技術(shù)目的：快速繁殖動(dòng)物優(yōu)良品種技術(shù)手段：體外受精和早期胚胎培育一、體外受精和胚胎體外培育體外受精概念：是指哺乳動(dòng)物的精子和卵子在體外人工限制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境（包括養(yǎng)分、溫度、PH等），使初級(jí)卵母細(xì)胞成熟，同時(shí)使精子獲能，最終完成受精作用，并有支配地保存胚胎步驟1、卵母細(xì)胞的采集和培育2、精子的采集和獲能3、受精1.卵母細(xì)胞的收集和培育對(duì)不同動(dòng)物,實(shí)行卵母細(xì)胞的方法不同（1）試驗(yàn)動(dòng)物：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，干脆與獲能的精子在體外受精。（2）對(duì)大家畜或大型動(dòng)物：從廢棄卵巢中采集卵母細(xì)胞或活體采卵超排卵技術(shù)利用促性腺激素處理，使得卵巢中有更多的卵泡發(fā)育，更多的卵被排出，這個(gè)過程就稱為超數(shù)排卵（superovulation）。2.精子的收集和獲能

1)收集的方法:假陰道法,手握法和電刺激等2)獲能處理:培育法：(人工配制的獲能液中培育）嚙齒動(dòng)物、家兔和豬化學(xué)法：（確定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，化學(xué)藥物誘導(dǎo)）牛、羊獲能的精子＋成熟的卵子（MII）

獲能液受精卵或受精液胚胎發(fā)育培育液胚胎體外培育概念：將受精卵在人工環(huán)境下培育成早期胚胎。培育液：（不同時(shí)期成分不同）水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動(dòng)物血清等。胚胎培育比組織、細(xì)胞培育要難。目前只能進(jìn)行少數(shù)幾種動(dòng)物的不同階段的胚胎培育，還無從受精卵到新生兒的全體外培育技術(shù)。胚胎早期培育培育發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷動(dòng)保存不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同桑椹胚階段：牛、羊8個(gè)或16細(xì)胞胚階段：小鼠、家兔4個(gè)細(xì)胞胚階段：試管嬰兒一.胚胎移植1.概念:將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù).供體：供應(yīng)胚胎的個(gè)體。受體：接受胚胎的個(gè)體?！敖枇淤|(zhì)動(dòng)物之腹懷優(yōu)秀個(gè)體之胎”胚胎的來源：雌性動(dòng)物的早期胚胎或體外受精得到的胚胎。選擇供體母牛受體母牛……同期發(fā)情處理……超數(shù)排卵供體公牛配種取出早期胚胎質(zhì)量檢查、培育胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）2、胚胎移植的過程：未配種同期發(fā)情技術(shù)：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其依據(jù)預(yù)定的要求發(fā)生變更，使處理母畜的卵巢生理機(jī)能都處于相同階段，從而達(dá)到同期發(fā)情。采集良種母牛卵母細(xì)胞采集良種公牛精子卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng)精子體外獲能體外受精良種牛體外受精胚胎受體牛良種犢牛成熟期牛屠宰加工廠采集卵巢中卵母細(xì)胞市場(chǎng)“試管牛”工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖胚胎移植為什么胚胎移植能成功?移動(dòng)到任何一頭動(dòng)物子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎?同種動(dòng)物發(fā)情排卵后,在一端時(shí)間內(nèi)供體\受體具有相同的生理環(huán)境。為什么能收集到胚胎?早期胚胎確定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。供體和受體會(huì)不會(huì)發(fā)生排斥？同種動(dòng)物之間基本上不排斥。移植的胚胎能保留供體雙親的特性?遺傳特性不受受體的影響。胚胎雖然與受體有生理和組織上的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有變更..（1）贊同。該措施可以幫助一些家庭解決不孕不育現(xiàn)象，而且可以幫助一些由于自身素養(yǎng)不良，假如懷胎、分娩會(huì)造成生命威逼的母親，實(shí)現(xiàn)得到親生子女的愿望。（2）不贊同。給社會(huì)和人類倫理道德造成確定的沖擊。探討：你對(duì)新科技條件下出現(xiàn)的“借腹生子”現(xiàn)象贊同嗎？所謂“借腹生子”是指利用試管嬰兒和胚胎移植技術(shù)，在受體母親子宮內(nèi)使胎兒發(fā)育成熟而生出的過程。三.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(1)供體和受體相同的生理環(huán)境；移入(2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集供應(yīng)了可能；(3)受體對(duì)移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；存活(4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有變更。不受影響探討1.在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一樣？2.供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相像嗎？胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？3.為什么供體的胚胎移植到受體后，在孕育過程中其遺傳性狀不會(huì)受受體的影響？應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一樣，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相像的生存條件。因此，必需做到供受體母畜的發(fā)情時(shí)間一樣。1.在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一樣？應(yīng)相同或相像。即移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢中須有黃體存在。這樣的概括正確。2.供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相像嗎？胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？因?yàn)楣w胚胎的遺傳性狀是由雌雄供體精卵細(xì)胞內(nèi)獲得的遺傳基因確定的。3.為什么供體的胚胎移植到受體后，在孕育過程中其遺傳性狀不會(huì)受受體的影響？2.胚胎移植成功與否的條件有哪些?（1）胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。（2）進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。。探討1.胚胎移植成功的標(biāo)記是什么?移植的胚胎在受體內(nèi)能正常發(fā)育并分娩..胚胎移植的意義：1)加速育種工作和品種改良；2)大量節(jié)約購買種畜的費(fèi)用；3)一胎多產(chǎn)；4)保存品種資源和瀕危物種；5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛能縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。對(duì)家畜來說，通過胚胎移植，可大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜后代的數(shù)量，使良種種畜群快速擴(kuò)大，從而加速了育種工作和品種改良。1.為什么胚胎工程能加速育種工作和品種改良?胚胎冷凍技術(shù)的成功，在世界范圍內(nèi)，可做到胚胎移植不受時(shí)空的限制，在國際和國內(nèi)進(jìn)行交換，完全代替了活畜引種，從而大量節(jié)約購買種畜的費(fèi)用。2.為什么胚胎移植能大量節(jié)約購買種畜的費(fèi)用?一頭供體良種母牛平均每次處理收集到的胚胎移植后可產(chǎn)下3~4頭良種犢牛，而每年對(duì)良種供體母?？蛇M(jìn)行4~5次處理，這樣，一頭良種供體母牛一年可生下的良種犢?？蛇_(dá)十幾或數(shù)十頭。與自然狀態(tài)下所生的后代比進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是：①大大縮短了供體本身的繁殖周期；②增加供體一生繁殖的后代數(shù)量。3.你如何理解“胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力”這句話?三、胚胎分割