我國對奶類的總需求量很大，但與奶業(yè)發(fā)達的國家相比，我國奶牛的單產(chǎn)水平還存在一定差距。奶牛品種是影響產(chǎn)奶量的主要因素之一，而引進一頭成年奶牛往往需要數(shù)萬元，高昂的價格使得靠大量引進優(yōu)良品種來提高產(chǎn)量不太可行。能不能讓引進的優(yōu)良奶牛快速、大量繁殖呢？遺憾的是，牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。如何解決這個難題呢？良種荷斯坦奶牛胚胎工程的迅猛發(fā)展，終使這個難題得到解決從社會中來第2章

細胞工程第3節(jié)

胚胎工程（第1課時）胚胎工程是指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。胚胎工程1.定義：指精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。2.場所：輸卵管內(nèi)3.過程：準備階段受精階段準備階段1—精子獲能

準備階段2—卵子的準備

一、受精精子準備初情期生殖機能衰退精原細胞形成成熟精子的過程：1、場所:2、時期:睪丸的曲細精管3、過程：分三個階段（1）精原細胞→有絲分裂→大量精原細胞→部分細胞染色體復制→初級精母細胞（2）初級精母細胞→MI→2個次級精母細胞→MII→4個精子細胞（3）精子細胞→變形→精子曲細精管人的睪丸和精子示意圖（一）準備階段1—精子獲能③精子頭出現(xiàn)④細胞質(zhì)濃縮①頂體的發(fā)生②尾的發(fā)育⑤精子形成頭頸線粒體鞘（______）尾（_______）（_______）頂體（_________）（4）精子變形的過程和成熟精子結(jié)構(gòu)：高爾基體細胞核中心體線粒體（一）準備階段1—精子獲能精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，為什么細胞核和線粒體都保留下來？問1、細胞核——是精子儲存遺傳物質(zhì)的場所，決定后代的遺傳特性，參與受精過程。2、線粒體——是精子進行有氧呼吸的主要場所，為精子的生存和運動提供能量。（一）準備階段1—精子獲能精子頭部有去能因子，抑制了它的受精能力*在雌性生殖道內(nèi)，有些化學物質(zhì)會使精子的頭部發(fā)生一定的變化，使精子具有真正的受精能力。體外受精*將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能。頭頸線粒體鞘尾精子獲能（一）準備階段1—精子獲能4、概念：剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。5、獲能方法：（1）直接利用

使精子獲能；（2）將精子培養(yǎng)在

中使其獲能；雌性動物生殖道人工配制的獲能液不是獲得能量6、研究精子獲能機制的意義：實現(xiàn)了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能，為______________的建立奠定了基礎(chǔ)。體外受精技術(shù)精子獲能（一）準備階段1—精子獲能卵巢(卵泡中)胚胎在性別分化后分裂過程不連續(xù)，有兩次暫停。卵細胞卵泡卵泡＝卵泡細胞＋未成熟卵細胞1、場所：2、時間：3、過程：空卵泡黃體成熟卵泡未成熟的卵子卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些實驗證據(jù)表明，卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程。（一）準備階段2—卵子的準備2-3h初級卵母細胞次級卵母細胞+第一極體MII期馬、犬豬、羊、牛排卵（無受精能力）成熟，具備受精能力輸卵管內(nèi)

MⅡ期5、卵子成熟的場所：排出的卵子都要在__________進一步成熟。卵子具備與精子受精能力的時期：

.（一）準備階段2—卵子的準備4、動物排出的卵子成熟程度不同：①有的可能是_______________②有的可能是_______________初級卵母細胞次級卵母細胞1.精子穿過了哪些結(jié)構(gòu)？釋放了什么物質(zhì)？2.什么防止精子進入卵細胞？3.雌雄遺傳物質(zhì)有什么變化？如何結(jié)合？1、精卵接觸獲能后的精子與卵子在輸卵管相遇精子釋放出多種酶以溶解卵細胞膜外的一些結(jié)構(gòu)（透明帶）精子觸及卵細胞膜的瞬間，透明帶會迅速發(fā)生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶。（透明帶反應）（二）受精階段（頂體反應）防止多精入卵的第一個屏障2、精子入卵（卵細胞膜反應）精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。3、原核形成雄原核第一極體放出的第二極體（二）受精階段防止多精入卵的第二個屏障①雄原核的形成：精子如卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個新的核膜，形成一個比原來精子的核還大的核，叫做雄原核。②精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，排出第二極體，形成雌原核。4、合子形成受精的標志：觀察到兩個極體或者雌雄原核受精完成的標志：雌雄原核形成合子

人類和大部分哺乳動物：第一極體很少再進行第二次分裂，只有少部分哺乳動物的第一極體才會分裂形成兩個第二極體；

即使分裂，在實際操作中也不容易三個都同時觀察到，但只要能看到兩個極體，就足以說明問題。（二）受精階段雌、雄原核充分發(fā)育，相向移動，彼此靠近核膜消失，第一次卵裂即將開始核膜消失，形成含有兩個染色體組的合子，受精卵形成獲能后的精子與卵子相遇時，發(fā)生頂體反應精子觸及卵細胞膜的瞬間，發(fā)生透明帶反應精子入卵后，發(fā)生卵細胞膜反應形成雌原核和雄原核形成合子（受精卵）防止多精入卵的第一道防線防止多精入卵的第二道防線機體在長期進化過程中形成的、用來保障本物種延續(xù)的機制受精完成的標志形成精子穿越放射冠的通路小結(jié)：受精階段1、判斷下列敘述是否正確：（1）剛排出的精子即能與卵子受精。(

)（2）精子和卵子相遇結(jié)合形成受精卵的部位是子宮。(

)（3）精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，排出第二極體，形成雌原核。(

)××√剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。輸卵管當堂鞏固2、（2022春·重慶萬州·高二重慶市萬州第二高級中學校考階段練習）下列有關(guān)受精作用及胚胎發(fā)育的說法，不正確的是（

）A．胚胎從透明帶內(nèi)伸展出來的過程稱為孵化B．卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加C．獲能的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生的是頂體反應D．觀察卵子是否受精的重要標志是卵細胞膜和透明帶之間是否出現(xiàn)兩個極體B(1)寫出圖中字母表示的結(jié)構(gòu)名稱。a.

,b.

,c.

。

3、下圖為哺乳動物受精過程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。

(2)該過程發(fā)生的場所是

,能體現(xiàn)受精作用實質(zhì)的是圖中的

過程。透明帶雄原核雌原核輸卵管④(3)在精卵相遇之前,精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應的生理變化,具有了受精能力,這個過程叫

。卵子一般排出后都要在

中進一步成熟,當達到

時,才具備與精子受精的能力。精子獲能輸卵管減數(shù)分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)二、胚胎早期發(fā)育（一）受精卵：受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進行有絲分裂（二）過程：原腸胚有絲分裂受精卵桑葚胚囊胚卵裂原腸胚受精卵桑椹胚原腸胚卵裂囊胚（1）概念：胚胎發(fā)育早期，有一段時間是在透明帶內(nèi)進行分裂，細胞數(shù)量不斷增加胚胎總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。（2）場所：透明帶內(nèi)（3）分裂方式：有絲分裂（4）特點：細胞數(shù)量-------------，胚胎總體積________每個細胞體積________DNA總數(shù)目_______每個細胞的核DNA數(shù)目_____有機物總量_____，有機物種類_____不斷增加并不增加不斷減小不斷增加不變減少增加1.卵裂二、胚胎早期發(fā)育受精卵桑葚胚原腸胚卵裂囊胚2.桑葚胚（1）概念：當卵裂產(chǎn)生的子細胞逐漸形成致密的細胞團，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。（2）特點：b:此時期每一個細胞都具有全能性，具有發(fā)育成完整個體的潛能a:胚胎細胞數(shù)目在32個左右二、胚胎早期發(fā)育桑葚胚原腸胚卵裂囊胚受精卵3.囊胚（1）概念：胚胎進一步發(fā)育，細胞開始出現(xiàn)____，形成________、______；隨著胚胎進一步發(fā)育，胚胎內(nèi)部出現(xiàn)了含有____的囊腔—______，這個時期的胚胎叫做囊胚；分化內(nèi)細胞團滋養(yǎng)層液體囊胚腔（2）特點：細胞開始出現(xiàn)分化（3）結(jié)構(gòu)內(nèi)細胞團：滋養(yǎng)層：囊胚腔將來發(fā)育成胎兒的各種組織發(fā)育成胎膜和胎盤。（4）孵化：囊胚進一步擴大，會導致_______破裂，胚胎從_______中________，這一過程叫做孵化透明帶伸展出來透明帶①概念：②意義：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育內(nèi)細胞團囊胚腔滋養(yǎng)層*內(nèi)細胞團細胞具有全能性二、胚胎早期發(fā)育受精卵桑椹胚原腸胚卵裂囊胚4、原腸胚結(jié)構(gòu)外胚層：內(nèi)胚層：中胚層：表面的細胞層向內(nèi)遷移的細胞內(nèi)外兩個胚層之間逐漸分化形成各種組織、器官等滋養(yǎng)層內(nèi)胚層外胚層原腸腔二、胚胎早期發(fā)育受精卵卵裂由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹囊胚原腸胚內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各種組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤（內(nèi)含囊胚腔）（內(nèi)含原腸腔）滋養(yǎng)層外胚層內(nèi)胚層中胚層原腸腔胎兒形成桑葚胚細胞