专题3 胚胎工程

专题3胚胎工程胚胎工程------是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胚胎工程的建立一、胚胎移植技术的研究胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。二、胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。三、胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。3.1体内受精和早期胚胎发育一、精子和卵子的发生

二、受精

三、胚胎发育男性生殖系统（正面）精囊腺（分泌黏液）输精管（输送精子）前列腺（分泌黏液）尿道（排出精液和尿液）阴茎（排出精液和尿液）附睾（储存和输送精子）阴囊（保护睾丸和附睾）睾丸（产生精子，分泌雄性激素）1.精子的发生一、精子和卵子的发生

1.精子的发生发生场所：睾丸的曲细精管内时间：初情期（青春期）——生殖机能衰老输精管附睾管直精小管睾丸网输出小管鞘膜脏层睾丸小叶白膜鞘膜腔曲细精管

睾丸与附睾模式图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MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程精原细胞染色体复制变形生精上皮与睾丸间质模式图精细胞变形为精子的过程中段顶体多余细胞质顶体泡中心体鞭毛线粒体细胞核——精子头的主要部分高尔基体——头部的顶体中心体——精子的尾线粒体——线粒体髓鞘（尾的基部）细胞内其他物质——原生质滴头颈尾精子的产生还要具备以下两个条件1.营养。精原细胞分裂演变成精子，尤其1变4的过程，需要大量的营养物质，特别是蛋白质。曲细精管里分泌一种液体，每100克睾丸组织每小时可分泌0.1-10毫升，其中有大量蛋白质。精子产生时，血液与曲细精管之间存在一种隔膜，叫做“血-睾丸屏障”，使血液与曲细精管之间有选择性地进行物质交换。睾丸酮、促性腺激素等物质能很快地进入曲细精管，而蛋白质进入很慢。2.适宜的温度。精子成长时的一系列新陈代谢过程，尤其是蛋白质的合成代谢，要求阴囊内的温度比体温低至少1-1.5℃。睾丸的温度太高，精子生长至半途即会夭折。曲细精管里产生的精子尚没有生育能力，在附睾里才逐步成熟。附睾分泌一些营养物质，使精子完成成熟。附睾对精子的作用有：加强运动能力，使其从原地摆动变为向前运动和向上爬行。略微缩小体形，使其变得更精悍、活泼、减少阻力。强化遗传“密码”，使之更具有生育能力。使精子外面产生一层抗原。精子抗原性增强，可以引起免疫性不育。62-讨论题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？提示：不是。可以从两方面说明这一问题：其一，在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，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，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，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。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，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分。其中，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。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。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，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。女性生殖系统图（正面）胚胎和胎儿发育的场所输送卵细胞产生卵细胞，分泌雌性激素精子进入和胎儿产出的通道2.卵子的发生排卵次级卵母细胞第一极体透明带放射冠输卵管2.卵子的发生发生部位：卵巢时间：胎儿期－初情期（青春期）－生殖机能衰退减数第一次分裂前期是在出生前完成减数第一次分裂在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。人早在胚胎时期，卵原细胞就已陆续分裂分化而产生了初级卵母细胞。初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了第一次减数分裂的前期Ⅰ时期，并停留在前期Ⅰ阶段不再发育，直到女孩进入性成熟时期。此时约有400000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。但是，并不是这400000个初级卵母细胞同时苏醒，同时发育，而是从性成熟期开始，每28d左右，只有一个(偶然2个)初级卵母细胞继续发育。也就是说，如果女子从15岁开始排卵，持续35a，她的400000个初级卵母细胞中只有420个能发育成卵。在这420个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，最早的一个是等待15a，而最后的一个是等待了50a才重新发育的。那些不能继续发育的初级卵母细胞就逐渐死亡了。透明带形成卵原细胞有丝分裂初级卵母细胞前Ⅰ胎儿期第一极体次级卵母细胞第二极体合子卵子发生过程MⅡ初级卵母细胞MⅠ精子+初情期后输卵管卵子受精的标志当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。黄体（corpusluteum）为排卵后由卵泡迅速转变成的富有血管的腺体样结构。如未受精形成的称月经黄体，如受精则为妊娠黄体。黄体细胞以颗粒细胞占多数，细胞大，着色浅，分泌孕酮；泡膜黄体细胞小，大部位于黄体外周，细胞较少，核和质都较黄体细胞深，分泌雌激素。黄体存在时间多少，视排出的卵受精与否，若卵子未受精，黄体仅维持二周即萎缩，被结缔组织结疤所代替，即白体；若卵子受精成功并开始妊娠，黄体继续增长，至妊娠2～3月后慢慢萎缩。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1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？答：是指卵子从卵泡中排出。3.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，直到第二次减数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。63-讨论题二、受精概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。场所：输卵管受精前的准备阶段受精阶段精子获能卵子的准备二、受精-----⒈受精前的准备阶段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。卵子的准备在输卵管中发育到减Ⅱ中期，才具有与精子受精的能力排出初级卵母细胞：马、犬排出次级卵母细胞：猪、羊二、受精-----⒉受精阶段精子穿越放射冠和透明带精子进入卵黄膜原核形成配子结合①穿过放射冠在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠顶体酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路②穿过透明带几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带，并接触卵黄膜；当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来精子透明带的生理反应，这个反应称为透明带反应。透明带反应是防止多个精子进透明带，引起多精子入卵受精的第一道屏障③精子入卵精子与卵黄膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵。精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应称作卵黄膜封闭作用。防止多精子入卵受精的第二道屏障④雄原核和雌原核的形成精子进入卵子后，尾部脱离，原有核膜破裂；随后，精子形成一个新的核膜，形成一个比原来精子核还大的核，雄原核精子进入卵后被激