胚胎工程概念

胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行各種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。經過處理后取得胚胎，還需要移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類各種需求。體內受精和早期胚胎發育專家講座第1頁操作對象：早期胚胎和配子技術伎倆：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等理論基礎：哺乳動物受精卵和早期胚胎發育規律體內受精和早期胚胎發育專家講座第2頁胚胎工程建立一.胚胎移植技術研究胚胎移植技術成為許多胚胎工程不可缺乏基礎步驟。二.胚胎移植技術成功和應用帶動和加速了體外受精技術研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別判定、體細胞克隆、轉基因胚胎、胚胎干細胞培養等技術應運而生。體內受精和早期胚胎發育專家講座第3頁專題3:胚胎工程§3.1體內受精和早期胚胎發育體內受精和早期胚胎發育專家講座第4頁一.精子和卵子發生（1）發生場所：睪丸（2）時間：雄性動物從初情期——生殖機能衰退，在睪丸

內不停進行著生殖細胞增殖，源源不停地產生精子。1.精子發生曲細精管體內受精和早期胚胎發育專家講座第5頁精原細胞有絲分裂初級精母細胞次級精母細胞精子細胞精子MⅠ第一階段第二階段第三階段MⅡ精子發生過程多個精原細胞染色體復制變形P61精子變形示意圖體內受精和早期胚胎發育專家講座第6頁精子細胞變形中主要改變：1.細胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細胞內其它物質——精子頭主要部分頭部頂體精子尾線粒體鞘(尾基部)原生質滴(球狀,最終脫落)體內受精和早期胚胎發育專家講座第7頁？圖示中顯示了精子發生什么階段？精子形成時間、形態、大小P62體內受精和早期胚胎發育專家講座第8頁

提醒：不是。其一，在自然繁殖條件下，能夠說是動物為繁殖后代、延續物種一個生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最終抵達受精部位（輸卵管）精子只剩百余個，與卵子完成受精只有一個。P621.家畜每次射精排出精子數以億計，不過通常只有一個精子能夠與卵子結合，這能說是一個浪費嗎？怎樣了解這一現象？問題討論:體內受精和早期胚胎發育專家講座第9頁

提醒：細胞核是精子遺傳物質儲存和復制場所，也是參加精、卵結合和后代遺傳特征與細胞代謝活動控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產生運動能量場所。精子線粒體集中于尾基部形成線粒體鞘，是精子維持生存和運動能量“動力工廠”或“發動機”。2.精子細胞變成精子過程中，細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現象怎樣了解？為何精子中線粒體集中在尾基部？體內受精和早期胚胎發育專家講座第10頁2.卵子發生(1)發生部位：卵巢(2)時間：減數第一次分裂是在雌性動物排卵前完成；減數第二次分裂是在精子和卵子結合過程完成。體內受精和早期胚胎發育專家講座第11頁排卵體內受精和早期胚胎發育專家講座第12頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第13頁卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復制初級卵母細胞MⅠ第一極體次級卵母細胞兩個第二極體第二極體卵子退化消失（3）卵子發生過程MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成體內受精和早期胚胎發育專家講座第14頁卵子受精標志：當在卵黃膜和透明帶間隙能夠觀察到兩個極體時，說明卵子已經完成了受精。體內受精和早期胚胎發育專家講座第15頁P63討論：1.一個卵泡中能形成幾個成熟卵子？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.剛排出卵是成熟卵子嗎？它在母體什么部位與精子受精？

答：剛排出卵子還未完全成熟，僅完成減數第一次分裂，需要在輸卵管內深入成熟，直到減數第二次分裂中期才能與精子結合完成受精過程。排出卵子是在輸卵管內與精子受精。答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。體內受精和早期胚胎發育專家講座第16頁哺乳動物精子和卵子發生主要有哪些相同點或不一樣點？相同點：最初階段均進行有絲分裂，不停增加原始生殖細胞數量；經過兩次分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不一樣點：1個精原細胞——4個精子；1個卵原細胞——1個卵子；精子需要變形，變為形狀為蝌蚪狀；卵子不需變形，為球形。多數哺乳動物形成卵子數量和在卵巢內貯備是胎兒出生前完成，這是精子或卵子在發生上主要區分。體內受精和早期胚胎發育專家講座第17頁鞏固練習1.以下不屬于胚胎工程是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養D.轉基因鯉魚培育2.有一個卵原細胞中含有A與Aˊ、B與Bˊ兩對同源染色體，它形成含有AB配子有

（）A.1個B.0或1個C.2個D.4個DB體內受精和早期胚胎發育專家講座第18頁二、受精1.概念：是精子和卵子結合形成合子（即受精卵）過程。2.場所：輸卵管體內受精和早期胚胎發育專家講座第19頁一)受精前準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物生殖道發生對應生理改變后,才取得受精能力生理現象.2)卵子準備:在輸卵管中發育到減數第二次分裂中期,才含有與精子受精能力3.過程：體內受精和早期胚胎發育專家講座第20頁二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應使頂體內酶釋放出來并溶解放射冠內卵丘細胞透明帶反應是預防多精入卵受精第一道屏障2)精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用是預防多精子入卵受精第二道屏障3)原核形成雄原核形成和雌原核形成4)配子結合雌雄原核融合形成合子(受精卵)體內受精和早期胚胎發育專家講座第21頁哺乳動物受精過程示意圖體內受精和早期胚胎發育專家講座第22頁穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿入放射冠。體內受精和早期胚胎發育專家講座第23頁

幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內，當第一個精子進入后，透明帶穿透性就馬上發生改變，從而阻止其它精子穿越透明帶。穿過透明帶：精子與卵黃膜接觸后入卵：P65閱讀。什么叫卵黃膜封閉作用？什么叫雌原核、雄原核？它們是怎樣形成？精子入卵后卵子發生什么樣改變？體內受精和早期胚胎發育專家講座第24頁

精子進入卵子后,其細胞核變大到和卵子細胞核相同,精子細胞核(雄原核)和卵子細胞核(雌原核)同時向細胞中部靠攏,并相互融合成一個細胞核,這時稱受精卵。形成受精卵：體內受精和早期胚胎發育專家講座第25頁4.意義維持每種生物前后代體細胞中染色體數目標恒定

；對于生物遺傳和變異十分主要。體內受精和早期胚胎發育專家講座第26頁充滿活力精子體內受精和早期胚胎發育專家講座第27頁此時經過種種障礙精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破關卡。此時，精子們把頭鉆到卵子外壁上，尾巴不停拍打著，卵子則伴隨精子尾部運動遲緩地逆時針轉動。

卵子外層被一層透明薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中漂亮星球。體內受精和早期胚胎發育專家講座第28頁經過種種障礙精子終于與卵子相遇體內受精和早期胚胎發育專家講座第29頁精子試圖進入卵子

體內受精和早期胚胎發育專家講座第30頁此時,精子頭已經鉆進去了,我們還能夠看到它中部和尾部，它就像一個不停旋轉鉆頭，在尾巴拍打驅動下，努力進入卵子。

體內受精和早期胚胎發育專家講座第31頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第32頁受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內膜。此時它分裂發育為幾百個細胞。體內受精和早期胚胎發育專家講座第33頁受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎心跳每分鐘140—150下．是母親心跳兩倍。體內受精和早期胚胎發育專家講座第34頁人類胚胎第8周時在子宮內照片體內受精和早期胚胎發育專家講座第35頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第36頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第37頁此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這能夠促進它對吮吸反應。體內受精和早期胚胎發育專家講座第38頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第39頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第40頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第41頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第42頁受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（內含囊胚腔）原腸胚（內含原腸腔）胎兒形成：在透明帶內進行有絲分裂，細胞數量不停增加，但胚胎總體積并不增加，或略有降低。：由含有全能性細胞組成，細胞數在32個左右，排列緊密，形似桑椹內細胞團：發育成胎兒各組織滋養層細胞：發育成胎膜和胎盤：最初發育在輸卵管進行有絲分裂三.胚胎發育滋養層外胚層中胚層內胚層原腸腔體內受精和早期胚胎發育專家講座第43頁體內受精和早期胚胎發育專家講座第44頁1.表中哪種動物胚胎在進入子宮時發育程度最高？2.將體外培養馬胚胎移植到母馬子宮時，應選擇什么階段胚胎？假如換成牛又該怎樣處理？P67資料分析<討論>答：馬胚胎進入子宮時發育程度最高，其次為小鼠。答：馬應選擇囊胚階段胚胎。牛在自然情況下，胚胎即使最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提升移植后胚胎發育率和妊娠率，在實踐中通慣用發育到囊胚階段胚胎進行移植。體內受精和早期胚胎發育專家講座第45頁3.為何說關于動物體內受精和胚胎發育研究，會為胚胎工程提供理論基礎？請結合本節內容舉例說明。

提醒：胚胎工程許多技術都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發育基礎上實現。本節包括哺乳動物體內受精和胚胎發育都是在自然條件下特點和規律，人們正是在認識了這些自然規律基礎上，在體外進行有效模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內完成受精；體外受精卵能在人工培養條件下繼續發育等，這些都有賴于體內自然條件下基礎研究結果。體內受精和早期胚胎發育專家講座第46頁受精作用和胚胎發育過程1精子像魚一樣尖尖腦袋有利于破浪泳進，長長尾巴有力地擺動

體內受精和早期胚胎發育專家講座第47頁精子前進發動機藏在頭尾之間頸部

受精作用和胚胎發育過程2頸部

體內受精和早期胚胎發育專家講座第48頁受精作用和胚胎發育過程3抵達輸卵管壺腹部精子只剩下30—50個，它們一起圍攻等在那里卵子，并集體尋找突破口

體內受精和早期胚胎發育專家講座第49頁受精作用和胚胎發育過程4精子用頭部紅色頂體酶"攻入"卵子體內

體內受精和早期胚胎發育專家講座第50頁受精作用和胚胎發育過程5生命之吻——只有一名，幸運者才能將自己遺傳物質傳遞下去體內受精和早期胚胎發育專家講座第51頁受精作用和胚胎發育過程6脫去無用尾巴（左圖），完全融入卵子體內

體內受精和早期胚胎發育專家講座第52頁受精作用和胚胎發育過程7一個新小生命起始點——受精卵誕生了體內受精和早期胚胎發育專家講座第53頁受精作用和胚胎發育過程8受精卵一邊分裂，一邊向子宮移動，抵達子宮需7-8天

體內受精和早期胚胎發育專家講座第54頁受精作用和胚胎發育過程9受精卵抵達子宮后，分泌出藍色粘液，以固定于子宮內膜

體內受精和早期胚胎發育專家講座第55頁受精作用和胚胎發育過程10隨即受精卵長出根須（右圖），深深扎根在子宮壁中

體內受精和早期胚胎發育專家講座第56頁受精作用和胚胎發育過程11體內受精和早期胚胎發育專家講座第57頁受精作用和胚胎發育過程12受精后第三星期別看這小小胚胎才2毫米長，但它卻已具備發育成全身各個器官原始結構-外、中、內三個胚層了

體內受精和早期胚胎發育專家講座第58頁受精作用和胚胎發育過程13受精后第三星期別看這小小胚胎才2毫米長，但它卻已具備發育成全身各個器官原始結構——外、中、內三個胚層了

體內受精和早期胚胎發育專家講座第59頁受精作用和胚胎發育過程14我滿月啦。第四星期我，與其說像人還不如說像魚，6毫米長小生命已經出現腦、脊柱、心臟和肝臟了。

體內受精和早期胚胎發育專家講座第60頁受精作用和胚胎發育過程15舒適小巢有利于胚胎生長，也離不開子宮中胎盤供養；天天長1毫米體內受精和早期胚胎發育專家講座第61頁受精作用和胚胎發育過程16體內受精和早期胚胎發育專家講座第62頁受精作用和胚胎發育過程17體內受精和早期胚胎發育專家講座第63頁受精作用和胚胎發育過程18體內受精和早期胚胎發育專家講座第64頁受精作用和胚胎發育過程19體內受精和早期胚胎發育專家講座第65頁受精作用和胚胎發育過程20體內受精和早期胚胎發育專家講座第66頁受精作用和胚胎發育過程21體內受精和早期胚胎發育專家講座第67頁受精作用和胚胎發育過程22體內受精和早期胚胎發育專家講座第68頁受精作用和胚胎發育過程23體內受精和早期胚胎發育專家講座第69頁1.以精子運行路徑為線索，設計一幅簡圖，來說明哺乳動物受精過程。

提醒：哺乳動物受精過程主要包含精子穿越放射冠、透明帶、進入卵黃膜、原核形成和配子融合等步驟（詳見教材中受精過程）。思索與探究體內受精和早期胚胎發育專家講