第2章第3節胚胎工程胚胎工程技術及其應用二/胚胎工程的理論基礎一/受精1/胚胎早期發育2/體外受精1/胚胎移植2/胚胎分割3/一胚胎工程的理論基礎任務一：閱讀教材P56-57受精，回答下列問題。1.受精的概念是什么？包括哪些階段？受精作用在哪里完成？2.什么是精子獲能？精子獲能的場所？3.精子獲能有哪些方法？獲能液成分常見有哪些？4.卵子排出后再哪里進一步成熟？什么時期才具備與精子受精的能力？5.你能說出下列的結構嗎？①②③④任務一：閱讀教材P56-57受精，回答下列問題。1.受精的概念是什么？包括哪些階段？受精作用在哪里完成？2.什么是精子獲能？精子獲能的場所？3.精子獲能有哪些方法？獲能液成分常見有哪些？4.卵子排出后再哪里進一步成熟？什么時期才具備與精子受精的能力？精子和卵子結合形成合子（受精卵）的過程剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性生殖道發生相應的生理變化后，才能獲得受精能力直接利用雌性生殖道獲能；獲能液中獲能輸卵管進一步成熟一胚胎工程的理論基礎受精前準備、受精階段輸卵管中完成肝素、Ca2+載體等MⅡ期（減數分裂Ⅱ時期）一胚胎工程的理論基礎5.你能說出下列的結構嗎？①②③④透明帶卵細胞膜第一極體核（紡錘體-染色體復合物）

精子穿越透明帶

精子接觸卵細胞膜透明帶反應精子觸及卵細胞膜的瞬間，

會迅速發生生理反應，目的是防止

。

精子進入卵細胞卵細胞膜反應精子入卵后，卵細胞膜會立即發生生理反應。第一極體

雌、雌原核形成

雌、雄原核靠近

核膜消失卵裂開始雄原核第一極體雌原核第二極體注意:多數哺乳動物的第一極體不會進行減數分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體。觀察到兩個極體或雌、雄原核作為受精標志雄原核第二極體雌原核一胚胎工程的理論基礎任務二：閱讀教材P57受精階段，完成填空。精子釋放

酶

等多種酶，以溶解膜外結構雄原核是指

；雌原核是指

。

形成的受精卵有

個染色體組。

蛋白透明帶多精入卵精子進入卵子后原來核膜破裂，重新形成核膜，形成一個比精子大的核卵細胞完成減數分裂Ⅱ，排出第二機體后兩①②③④⑤⑥二胚胎早期發育任務三：閱讀教材P58胚胎早期發育，完成填空。受精卵2細胞4細胞8細胞桑葚胚透明帶1.卵裂是指：

。（1）場所：

。透明帶內（2）分裂方式：

。有絲分裂（3）特點：細胞數目_______;胚胎總體積___________________;每個細胞的體積_________;胚胎總有機物_________;每個細胞具有________________。每個細胞的核DNA數目________;增加不增加或略有減小減小減少不變發育的全能性胚胎總DNA數_______;增加受精卵早期的快速的有絲分裂由于在透明帶內，卵裂分裂由卵黃提供能量；卵裂期細胞具有全能性。二胚胎早期發育任務三：閱讀教材P58胚胎早期發育，完成填空。受精卵2細胞4細胞8細胞桑葚胚透明帶胚胎進一步發育，細胞逐漸

。囊胚透明帶

聚集在胚胎一端的細胞形成內細胞團將來發育成

。③將來發育成

。含有液體的腔囊胚腔胎兒的各種組織胎膜和胎盤.當胚胎細胞達到32個細胞左右，逐漸形成致密細胞團。.桑葚胚及以前細胞均未分化，桑葚胚每個細胞都具有全能性。分化程度低，可以作為胚胎干細胞來源分化內細胞團滋養層①②④⑤二胚胎早期發育胚胎干細胞：指未分化或分化程度極低的細胞。全能干細胞：指受精卵到卵裂到32細胞前的所有細胞，為未分化的細胞。未分化的細胞可從原始性腺、早期胚胎中獲取分化程度低的細胞可為囊胚期內細胞團細胞。囊胚期（囊胚后期）胚胎運動進入子宮，囊胚進一步擴大，會導致透明帶破裂，胚胎釋放伸展出來，這一過程成為孵化。胚胎孵化著床，開始吸收外界營養哺乳動物胚胎發育早期的營養物質來自卵黃，當滋養層分化為胎膜胎盤時營養物質來自母體。原腸胚:囊胚孵化后，將發育形成原腸胚。原腸胚表面的細胞。外胚層內胚層向內遷移的細胞形成內胚層。中胚層一部分細胞還會在內、外兩個胚層之間形成中胚層。原腸腔內胚層包圍的囊腔。二胚胎早期發育發育為外表皮和神經系統消化管內臟器官外膜、生殖、泌尿等細胞分化達到最大程度卵裂期受精卵2細胞4細胞8細胞桑葚胚囊胚原腸胚幼體囊胚植入子宮內膜，稱為著床。胚胎發育討論1：表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發育程度最高？馬的胚胎進入子宮時，發育程度最高，它處于囊胚階段二胚胎早期發育討論2：將體外培養的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應選擇至少發育到什么階段的？如果換成牛又該怎樣處理？小鼠應選擇至少發育到桑葚胚階段的胚胎進行移植；牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8-16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發育率和妊娠率，在實踐中通常發育到囊胚階段的胚胎進行移植；二胚胎早期發育討論3：為什么說關于動物的體內受精和胚胎發育的而研究，會為胚胎工程提供理論基礎？

人們正是在認識自然受精和早期胚胎發育的規律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟，精子能在體外完成獲能，獲能的精子和培養成熟的卵子能在試管中完成受精，獲得的受精卵能在人工培養條件下繼續發育等。練習與應用1.判斷下列有關哺乳動物受精的表述是否正確。（1）在自然條件下，受精在子宮中完成。（

）（2）精子需要獲能才能與卵子結合，而卵子一經排出就具備受精能力。（

）（3）精子入卵后，卵細胞膜會發生反應阻止其他精子入卵。（

）2.下列有關哺乳動物早期胚胎發育的敘述，錯誤的是（

）A.在桑葚胚階段，胚胎的內部開始出現含有液體的腔B.胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細胞一般都具有全能性，囊胚的細胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加××√A一、概念檢測練習與應用提示：細胞核和線粒體都是精子的重要結構。其中，細胞核是遺傳物質儲存的場所，決定后代的遺傳特性，它參與受精過程。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。二、拓展應用1.精母細胞在變成精子的過程中，很多結構會消失，而細胞核與線粒體都保留了下來，請嘗試用你所了解的哺乳動物受精的相關知識來解釋這一現象。三體外受精試管動物（嬰兒）1.概念：通過人工操作使卵子在體外受精，經培養發育為早期胚胎后，再進行移植產生個體。2.技術：體外受精、早期胚胎培養、胚胎移植。試管動物是有性生殖技術；克隆動物是無性繁殖。三體外受精任務四：閱讀教材P60體外受精，回答下列問題。1.哺乳動物的體外受精技術主要包括哪些步驟？2.取出的卵子需要培養到什么時期才能受精？3.體外受精前精子需要做什么處理？三體外受精任務四：閱讀教材P60體外受精，回答下列問題。1.哺乳動物的體外受精技術主要包括哪些步驟？2.取出的卵子需要培養到什么時期才能受精？3.體外受精前精子需要做什么處理？卵母細胞的采集、精子的獲取、受精MⅡ精子獲能三體外受精問題1：正常情況下，哺乳動物一次排卵的數目是有限的，單胎動物一次排卵一枚，多胎動物一次排卵幾枚至幾十枚，如何突破這個難題呢？促進雌性排卵數目的增加人為注射外源促性腺激素，促使卵巢排出較正常多的成熟卵細胞為什么不注射性激素？直接注射性激素，通過（靶腺軸）負反饋調節會導致性腺萎縮三體外受精Ⅰ.獲取卵細胞方法①用促性腺激素處理，促進超數排卵；從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能精子再體外受精注意：促性腺激素是蛋白質類激素，不能口服，只能注射②從剛屠宰的雌性動物體內摘取卵巢，從卵巢中采集卵母細胞。注意：卵巢中采集處于不同發育時期的卵細胞③借助超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物的卵巢內吸取卵母細胞三體外受精Ⅱ.獲取精子方法人工采集的方式采集精液精子離心處理的目的精液由精子和精漿組成兩部分組成精漿中含有一種能抑制精子獲能的物質，因此在一般情況下，精液中的精子無法獲能精子獲能前進行離心處理，目的是除去精漿以利于精子獲能。采集的精液需要加入稀釋液低溫保存精子5℃可以存活1周長時間保存，需要保存液氮（-196℃）中三體外受精Ⅲ.體外受精獲能的精子和培養成熟的卵子，在適當的培養液中共同培養一段時間，來促使它們完成受精。.取出的精子，放入培養液中，在CO2的培養箱中放置2小時，使精子活力增強；.采集成熟的卵細胞，放入含有精子的卵細胞培養液中6小時后檢查受精情況.若已受精可看到第二極體和雌性原核的形成三體外受精雌性哺乳動物卵母細胞成熟卵母細胞（MⅡ）雄性哺乳動物精子獲能的精子卵母細胞采集成熟培養獲能培養精子采集體外受精受精卵離心冷凍解凍四胚胎移植任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。1.什么是胚胎移植？2.什么是供體？什么是受體？4.據圖2-23，你認為應該將胚胎培養到哪個階段進行移植？5.胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性是與供體還是受體保持一致？為什么？3.胚胎移植主要包括哪些步驟？6.胚胎移植的優勢什么？四胚胎移植任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。1.什么是胚胎移植？通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。2.什么是供體？什么是受體？供體：提供胚胎的個體。主要職能：產生具有優良性狀的胚胎。選擇方式：先從遺傳性狀優良而穩定的健康母畜中選擇。在根據營養情況、繁殖力、年齡、發情周期、對超數排卵的反應及自然排卵是否正常等指標來進一步選擇理想的供體群。四胚胎移植任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。1.什么是胚胎移植？通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。2.什么是供體？什么是受體？受體：接受胚胎的個體。主要職能：妊娠并孕育后代。選擇方式：生產性能較低、數量較多、健康無病、發情周期正常的適齡母畜。胚胎的來源：體外受精、體內受精、核移植、胚胎分割四胚胎移植任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。3.胚胎移植主要包括哪些步驟？供體、受體的選擇和處理，配種或人工授精，胚胎的收集、檢查、培養或保存、胚胎的移植，以及移植后的檢查等步驟。胚胎供體母畜和受體母畜的生殖器官處于相同的生理狀態下，胚胎移植才有可能成功怎樣才能處理同期發情？誘導發情和采用黃體酮等激素類似物誘導四胚胎移植任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。對于體內受精的胚胎怎樣收集呢？桑葚胚或囊胚階段，并對胚胎進行檢查沖卵4.據圖2-23，你認為應該將胚胎培養到哪個階段進行移植？四胚胎移植5.胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性是與供體還是受體保持一致？為什么？6.胚胎移植的優勢什么？任務五：閱讀教材P61-62胚胎移植，回答下列問題。胚胎移植產生的后代的遺傳特性與供體保持一致，受體母牛只是提供胚胎發育的場所和營養。充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力大大縮短了供體本身的繁殖周期對供體施行超數排卵處理后，增加后代數量四胚胎移植胚胎移植的生理學基礎1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常的發育嗎？如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理？不一定正常發育。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態相同的受體子宮內，胚胎才能繼續發育。在胚胎移植前要對受體進行同期發情處理，使供體和和受體生殖器官的生理變化同步。四胚胎移植胚胎移植的生理學基礎2.受體會不會對來自供體的胚胎發生排斥反應？3.胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎？為什么？受體對來自供體的胚胎基本上不會發生免疫排斥反應正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受體生理環境條件的一致性密切相關。只有供體、受體生理環境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續發育。四胚胎移植五胚胎分割任務六：閱讀教材P62-63胚胎分割，回答下列問題。1.什么是胚胎分割？2.來自同一胚胎的后代遺傳物質是否相同？4.應該選擇怎樣的胚胎進行分割？5.分割過程中應該注意什么？3.胚胎分割主要儀器設備？6.胚胎分割有什么意義？五胚胎分割任務六：閱讀教材P62-63胚胎分割，回答下列問題。1.什么是胚胎分割？2.來自同一胚胎的后代遺傳物質是否相同？4.應該選擇怎樣的胚胎進行分割？3.胚胎分割主要儀器設備和工具？采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經