体内受精和早期胚胎发育

专题3胚胎工程

英国人希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个胚胎移植到一只毛色特征完全不同的家兔的输卵管内。结果生出两只纯种的安哥拉子免。这是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。比利时兔安哥拉兔仙桥胚胎工程

胚胎工程指对动物早期胚胎或生殖细胞（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，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。操作对象：早期胚胎和生殖细胞（配子）技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律专题3:胚胎工程§3.1体内受精和早期胚胎发育

教学重点（1）哺乳动物精子和卵子的发生。（2）哺乳动物的受精过程。（3）哺乳动物的胚胎发育。一.精子和卵子的发生（1）发生场所：睾丸（2）时间：从初情期到生殖机能衰老1.精子的发生精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精（子）细胞精子MⅠMⅡ精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形精子细胞变形中的主要变化：1.细胞核——2.高尔基体——3.中心体——4.线粒体——5.细胞内其他物质——精子头的主要部分头部的顶体(可分泌顶体酶)精子的尾线粒体鞘，在尾的基部，提供能量原生质滴(球状,最后脱落)提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，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。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？问题讨论:

提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所；精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”。2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，为什么？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？2.卵子的发生(1)发生部位：卵巢(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失（3）卵子发生过程MⅡ排卵前后完成在受精过程完成被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿时期完成1.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。

哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？相似点：最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同点：一个精原细胞——多个精子；一个卵原细胞——一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。二、受精1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2.场所：输卵管3.过程：（一)受精前的准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力二)受精阶段:1)精子穿越放射冠和透明带顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。2)精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。3)原核形成雄原核形成和雌原核形成4)配子结合雌雄原核融合形成合子(受精卵)穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。

几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。穿过透明带：

精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。形成受精卵：4.意义维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定；对于生物的遗传和变异十分重要。精子试图进入卵子

此时,精子的头已经钻进去了,我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。

受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。

人类胚胎第8周时在子宫内的照片

此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反应。受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂三.胚胎发育滋养层外胚层中胚层内胚层1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析<讨论>答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。

提示：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胎发育的基础上实现的。本节涉及的