2.3.1胚胎工程的理論基礎本節聚焦：1.胚胎形成經過了哪些過程？2.受精和早期胚胎發育的

基本過程是怎樣的?胚胎工程00胚胎工程體外受精、胚胎移植和胚胎分割等；生殖細胞（

和

）、受精卵或早期胚胎細胞；生產后代，滿足人類各種需求；操作對象操作目的技術種類指對生殖細胞、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生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。精子卵細胞胚胎工程的理論基礎和工程實質是什么？思考理論基礎：

；工程實質：

；哺乳動物“受精”和“胚胎早期發育”的規律在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發育條件進行模擬操作胚胎工程的理論基礎·受精011.概念：受精是

和

結合形成

(即

)的過程；2.場所：

內；3.過程：包括

和

；精子卵子合子輸卵管受精前的準備階段受精階段受精卵胚胎工程的理論基礎·受精011951年·張明覺準備階段1：精子獲能概念：剛剛排出的精子

立即與卵子受精，必須在

發生相應的生理變化后，才能獲得

，這一現象稱為“精子獲能”。不能雌性動物的生殖道受精能力研究精子獲能機制的意義：實現了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能，為

的建立奠定了重要基礎。體外受精技術方法：①

。②

。胚胎工程的理論基礎·受精01細胞核頂體(含有多種酶)中部：線粒體鞘尾部精子模式圖注意：①精子獲能實質是指

，而不是獲得

。②精子獲能的場所：

。直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能精子獲得受精的能力能量雌性動物的生殖道將精子培養在人工配制的獲能液中使其獲能→獲能液常見有效成分：肝素、Ca2+載體等。準備階段1：精子獲能胚胎工程的理論基礎·受精01準備階段2：卵子的準備卵子在卵巢中形成卵原細胞減數第一次分裂排卵卵子一般在排出

后才能被精子穿入。動物排出的卵子成熟程度

：有的可能是

，如馬、犬等；有的可能是

，如豬、羊等；初級卵母細胞次級卵母細胞2-3h不同注：剛排出的卵子尚未發育成熟，不具備受精能力。胚胎工程的理論基礎·受精01準備階段2：卵子的準備卵子成熟的場所：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：

；透明帶卵細胞膜核第一極體【具備受精能力的卵子結構】輸卵管內MⅡ期透明帶是包裹在卵母細胞和早期胚胎外的一層非細胞結構，主要起保護作用。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸獲能的精子成熟的卵子①精子穿越卵細胞膜外的

結構（如透明帶等）精子釋放出多種酶，以溶解卵細胞膜外的一些結構(如透明帶)，同時借助自身的運動接觸卵細胞膜。注：這不是防止多精入卵的機制。精子是如何穿越透明帶的？思考胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸②精子入卵②精子接觸卵細胞膜，

然后精子入卵；精子接觸卵細胞膜后，會發生什么變化？為什么？思考在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會迅速發生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶。→透明帶反應：這是防止多精入卵的第一道屏障。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸②精子入卵②精子接觸卵細胞膜，

然后精子入卵；精子入卵后，又會發生什么變化？為什么？思考精子入卵后，卵細胞膜也會立即發生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內。→卵細胞膜反應：這是防止多精入卵的第二道屏障。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：③精子入卵后形成雄原核；同時卵子完成減數分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核；雄原核雌原核放出第二極體第一極體①精卵接觸②精子入卵③原核形成雄原核是如何形成的？有什么特點？思考形成：精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個新的核膜，形成雄原核；特點：比原來精子的核大；注：精子入卵后，卵子才完成減數分裂II。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸②精子入卵③原核形成哺乳動物卵細胞的形成過程示意圖形成卵細胞的過程中，理論上應該形成多少個第二極體？擴展三個擴展：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。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸②精子入卵③原核形成④合子形成④雌、雄原核靠近，形成合子；▲受精的標志:

；▲完成的標志:

；▲受精的實質:.

；觀察到兩個極體或雌、雄原核→第二極體→第一極體雄原核雌原核⑤核膜消失，第一次卵裂即將開始；雌、雄原核的融合精子細胞核與卵子細胞核的融合，使受精卵的染色體數目恢復到體細胞的數目。胚胎工程的理論基礎·受精01受精階段：①精卵接觸②精子入卵③原核形成④合子形成精子與卵子結合，需要依靠細胞膜的結構特點是？思考細胞膜具有流動性。精子與卵子結合，體現了細胞膜具有什么功能？思考進行細胞間的信息流動。受精·判斷正誤P4301(1)精子和卵子相遇結合形成受精卵的部位是輸卵管()(2)精子和卵子都需要經過獲能才能進行受精作用()(3)受精的標志是觀察到兩個極體；受精完成的標志是雌、雄原核融合

形成合子()(4)動物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中進一步發育到MⅡ期

才具備受精能力()√×√×輸卵管。精子需要獲能，卵子需要在輸卵管中經過進一步發育(不需獲能)。1．下列關于體內受精過程的排序，正確的是()①受精卵第一次分裂開始②釋放第二極體③獲能后的精子與卵子相遇并釋放多種酶④精子穿越卵細胞膜外的結構⑤雌、雄原核的形成⑥兩個原核靠近，核膜消失A．①②③④⑤⑥

B．③②④⑤⑥①

C．④⑤②①③⑥

D．③④②⑤⑥①受精·落實思維方法P4301D2．下列有關受精過程的說法，不正確的是()A．精子的細胞膜和卵細胞膜相互融合依賴于細胞膜的流動性B．精子在雌性動物的生殖道中獲能后才能參與受精C．受精過程中透明帶和卵細胞膜都會發生相應生理反應來防止多精入卵D．精子入卵后，保留原有的核膜，細胞核體積增大成為雄原核受精·落實思維方法P4301D精子入卵后，尾部脫離，原有核膜破裂并形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子的核還大的雄原核，×；胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02受精卵卵裂桑葚胚囊胚原腸胚擴展胎兒發育胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02胚胎早期發育：①受精卵②桑葚胚③囊胚①受精卵②桑葚胚卵裂概念：胚胎發育早期，

有一段時間是在

內進行分裂，

細胞數量

，但胚胎總體積

，

這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。分裂方式：

。透明帶不斷增加并不增加有絲分裂胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02胚胎早期發育：①受精卵②桑葚胚③囊胚【核心歸納】受精卵早期分裂時，胚胎中細胞或物質的變化規律：項目變化細胞數目

每個細胞體積

DNA總量

每個細胞內的DNA總量

有機物總量

物質種類增多減少增多不變減少增多胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02胚胎早期發育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：當卵裂產生的子細胞逐漸形成致密的

，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。特點：這一階段及之前的每一個細胞都具有發育成完整胚胎的潛能，屬于

。細胞團胚胎干細胞胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02胚胎早期發育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：①胚胎進一步發育，細胞逐漸

。②聚集在胚胎一端的細胞形成

，

將來發育成

。③沿透明帶內壁擴展和排列是

，

將來發育成

。④胚胎的內部出現了含有液體的腔——

。這個時期的胚胎叫作囊胚。

分化內細胞團胎兒的各種組織滋養層細胞胎膜和胎盤囊胚腔胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育02胚胎早期發育：①受精卵②桑葚胚③囊胚特點：內細胞團的細胞具有發育成完整胚胎的潛能，屬于

。胚胎干細胞囊胚進一步擴大，會導致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。注：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續發育。擴展：原腸胚02概念：囊胚

后，將發育形成原腸胚；結構：

：表面的細胞層

：向內遷移的細胞

：內外兩個胚層之間逐漸分化形成各種組織、器官等外胚層內胚層中胚層注：原腸胚不屬于早期胚胎。孵化原腸胚補充：胚胎發育的場所02受精卵。胚胎發育的起點是什么？胚胎發育的場所在哪？思考輸卵管和子宮。不同動物受精卵發育的比較思考·討論不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題幾種動物受精卵發育及其進入子宮的時間動物種類受精卵發育的時間/h進入子宮時受精卵的發育天數和發育階段2細胞4細胞8細胞16細胞桑葚胚時間/天發育階段小鼠24～3838～5050～6060～7068～803桑葚胚綿羊36～38424867～72963～416細胞豬21～5151～6666～7290～110110～1142～2.54～6細胞馬2430～3650～607298～1066囊胚牛27～4244～6546～9096～120120～1444～58～16細胞注：馬牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。不同動物受精卵發育的比較思考·討論1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發育程度最高？提示：

的胚胎進入子宮時，發育程度最高，它處于

階段。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？提示：小鼠應選擇至少發育到

階段的胚胎進行移植；在自然情況下，牛胚胎最早可在

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

階段的胚胎進行移植；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？提示：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

能在體外完成獲能，

能在體外成熟，獲能的精子和培養成熟的卵子能在試管中完成

，獲得的

能在人工培養條件下繼續發育等.馬囊胚桑葚胚8-16細胞囊胚精子卵母細胞受精受精卵不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題胚胎早期發育·判斷正誤P4402(1)胚胎發育早期的細胞分裂方式包括有絲分裂和減數分裂()(2)囊胚的滋養層細胞具有全能性()(3)胚胎發育過程中開始分化的階段是原腸胚期()(4)胚胎發育的場所是輸卵管()×××胚胎發育的初期在輸卵管，著床后到分娩前的一段時間是在母體的子宮內。囊胚期的內細胞團細胞具有全能性，而滋養層細胞沒有。胚胎發育早期的細胞分裂方式是有絲分裂，不發生減數分裂。胚胎發育過程中開始分化的階段是囊胚期。×胚胎早期發育·落實思維方法P44023．如圖為受精卵發育至囊胚的過程中的某一變化，若橫坐標表示時間，則縱坐標可表示()A．有機物總量B．每個細胞DNA的含量C．所有細胞體積之和D．所有細胞表面積總和與體積總和的比值D細胞數目不斷增加，所有細胞的表面積總和越來越大，胚胎總體積并不增加，因此所有細胞表面積總和與體積總和的比值越來越大，×；胚胎早期發