胚胎工程是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。工程實(shí)質(zhì)理論基礎(chǔ)胚胎工程技術(shù)手段操作對(duì)象第1課時(shí)

胚胎工程的理論基礎(chǔ)受精早期胚胎發(fā)育401指精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。1.概念：3.過程:2.場(chǎng)所：輸卵管一、受精體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的功能受精前的準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段Ⅰ——精子獲能準(zhǔn)備階段Ⅱ——卵子的準(zhǔn)備精子獲能的方法：①直接利用雌性動(dòng)物的生殖道②培養(yǎng)在人工配制的獲能液牛豬綿羊馬成熟精子和幾種主要家畜的精子示意圖頭頸線粒體鞘尾（精子大小與動(dòng)物體型大小無(wú)關(guān)）

剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在

發(fā)生

后，才能獲得

，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。雌性動(dòng)物的生殖道受精能力注意：讓精子獲得受精能力而不是獲得能量相應(yīng)的生理變化常見有效成分有肝素、Ca2+載體一、受精

準(zhǔn)備階段Ⅰ——精子獲能1卵子一般在排出______后才能被精子穿入。2-3h馬、犬等少數(shù)哺乳動(dòng)物排出的卵子是初級(jí)卵母細(xì)胞豬、羊等多數(shù)哺乳動(dòng)物排出的卵子是次級(jí)卵母細(xì)胞排出的卵子要在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MⅡ(中)期時(shí)，才具備與精子受精的能力。卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞馬、犬排卵豬、羊排卵發(fā)育一、受精準(zhǔn)備階段Ⅱ——卵子的準(zhǔn)備2不同動(dòng)物排出的卵子成熟度不同01精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)（透明帶）精子接觸卵細(xì)胞膜精子釋放出多種酶，以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)透明帶反應(yīng)

精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶。透明帶反應(yīng)：精子入卵后，尾部脫離，核膜破裂，形成雄原核；同時(shí)卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核。卵細(xì)胞膜反應(yīng)

精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。卵細(xì)胞膜反應(yīng)：防止多精入卵的兩個(gè)屏障一、受精3.受精階段:?01精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)（透明帶）精子接觸卵細(xì)胞膜精子頂體釋放出多種酶，以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)透明帶反應(yīng)精子入卵后，尾部脫離，核膜破裂，形成雄原核；同時(shí)卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核。卵細(xì)胞膜反應(yīng)防止多精入卵的兩個(gè)屏障一、受精3.受精階段:?雌、雄原核靠近核膜消失，形成合子第一次卵裂即將開始受精的標(biāo)志：雌雄原核融合，形成合子受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核兩個(gè)極體準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)透明帶反應(yīng)(阻止多精入卵的第一道屏障)精子接觸卵細(xì)胞膜精子入卵(進(jìn)入卵細(xì)胞膜)卵細(xì)胞膜反應(yīng)(阻止多精入卵的第二道屏障)雄、雌原核形成雌、雄原核融合形成合子受精階段(受精的標(biāo)志：觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核)(受精完成的標(biāo)志)雌性動(dòng)物生殖道人工配制的獲能液在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MⅡ(中)期時(shí)，小結(jié)：受精作用二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)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(fā)育早期，

有一段時(shí)間是在

內(nèi)進(jìn)行分裂，

細(xì)胞數(shù)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場(chǎng)所：輸卵管和子宮二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的

，形似桑葚時(shí)，這時(shí)的胚胎稱為桑葚胚。特點(diǎn)：這一階段及之前的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于

。細(xì)胞團(tuán)胚胎干細(xì)胞二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚概念：①胚胎進(jìn)一步發(fā)育，細(xì)胞逐漸

。②聚集在胚胎一端的細(xì)胞形成

，

將來發(fā)育成

。③沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列是

，

將來發(fā)育成

。④胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的腔——

。這個(gè)時(shí)期的胚胎叫作囊胚。

分化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胎兒的各種組織滋養(yǎng)層細(xì)胞胎膜和胎盤囊胚腔二、胚胎早期發(fā)育胚胎早期發(fā)育：①受精卵②桑葚胚③囊胚囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)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(wú)法繼續(xù)發(fā)育。擴(kuò)展：原腸胚概念：囊胚

后，將發(fā)育形成原腸胚；結(jié)構(gòu)：

外胚層內(nèi)胚層中胚層注：原腸胚不屬于早期胚胎。孵化原腸胚二、胚胎早期發(fā)育胚胎發(fā)育的場(chǎng)所受精卵。胚胎發(fā)育的起點(diǎn)是什么？胚胎發(fā)育的場(chǎng)所在哪？思考輸卵管和子宮。思考·討論不同動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間有明顯的差異。請(qǐng)分析下表，討論相關(guān)問題幾種動(dòng)物受精卵發(fā)育及其進(jìn)入子宮的時(shí)間動(dòng)物種類受精卵發(fā)育的時(shí)間/h進(jìn)入子宮時(shí)受精卵的發(fā)育天數(shù)和發(fā)育階段2細(xì)胞4細(xì)胞8細(xì)胞16細(xì)胞桑葚胚時(shí)間/天發(fā)育階段小鼠24～3838～5050～6060～7068～803桑葚胚綿羊36～38424867～72963～416細(xì)胞豬21～5151～6666～7290～110110～1142～2.54～6細(xì)胞馬2430～3650～607298～1066囊胚牛27～4244～6546～9096～120120～1444～58～16細(xì)胞注：馬牛為排卵后時(shí)間，其他動(dòng)物為交配后時(shí)間。練習(xí)與應(yīng)用·書本P591.判斷下列有關(guān)哺乳動(dòng)物的表述是否正確。⑴在自然條件下，受精在子宮中完成。（）⑵精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力。（）⑶精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵。（）2.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.在桑葚胚階段，胚胎的內(nèi)部開始出現(xiàn)含有液體的腔B.胚胎干細(xì)胞是一類未分化的細(xì)胞，可以從早期胚胎中分離獲得C.桑葚胚的細(xì)胞一般都具有全能性，囊胚的細(xì)胞逐漸分化D.受精卵早期分裂時(shí)，胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加×√×A輸卵管在輸卵管中成熟囊胚-囊胚腔，×；第2課時(shí)

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精胚胎移植胚胎分割精子的獲取一、體外受精1.過程：包括

、

和

等步驟卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞體外受精獲能精子精子離心處理新鮮或解凍的精液受精卵培養(yǎng)去除精清，以利于精子獲能目的在專用培養(yǎng)液中完成受精過程采集培養(yǎng)卵母細(xì)胞的采集一、體外受精①提高動(dòng)物的繁殖能力②為胚胎移植提供可用的胚胎3.比較自然受精、人工授精和體外受精項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過程不同場(chǎng)所不同相同點(diǎn)雌雄動(dòng)物交配完成雌性動(dòng)物輸卵管中用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖2.體外受精技術(shù)的意義中國(guó)首例試管嬰兒體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎

移植精子卵子受精卵早期胚胎受體(代孕母體)試管動(dòng)物體外受精與試管嬰兒擴(kuò)展：克隆牛VS試管牛克隆牛：試管牛：早期胚胎動(dòng)物細(xì)胞核移植體外受精重構(gòu)胚受精卵胚胎移植試管動(dòng)物克隆動(dòng)物發(fā)育起點(diǎn)生殖方式技術(shù)手段核遺傳物質(zhì)核遺傳規(guī)律受精卵重構(gòu)胚有性生殖無(wú)性生殖體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植來自父本、母本來自核供體遵循孟德爾遺傳規(guī)律不遵循孟德爾遺傳規(guī)律供體和受體:供體：受體：1.概念：提供胚胎的個(gè)體遺傳性狀

，生產(chǎn)能力

。產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：接受胚胎的個(gè)體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的

和

任務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：2.胚胎移植的實(shí)質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

指將通過

得到的胚胎，移植到

、

的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。體外受精及其他方式同種的生理狀態(tài)相同優(yōu)良強(qiáng)妊娠育仔二、胚胎移植（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）優(yōu)良供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精優(yōu)良公牛3.胚胎移植的過程：外源促性腺激素處理注射雌激素或孕激素目的：誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。保證胚胎在移植前后處于相同的生理環(huán)境用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精。二、胚胎移植收集胚胎并檢查沖卵目的：從輸卵管或子宮角排出早期胚胎（早期胚胎處于游離狀態(tài)，容易收集）（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工授精胚胎移植收集胚胎并檢查對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植優(yōu)良公牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）沖卵不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同每次處理一頭奶牛收集到的胚胎，經(jīng)移植可產(chǎn)生3-4頭犢牛，每年可處理4-5次。產(chǎn)下的子代性狀取決于所用父本和供體桑葚胚或囊胚階段3.胚胎移植的過程：二、胚胎移植注意:（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）供體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）受體母牛多種激素同期發(fā)情處理促性腺激素超數(shù)排卵供體公牛發(fā)情配種或人工受精收集胚胎并檢查胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）②胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。1.該過程中兩次使用激素：第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理（雌激素或孕激素）；2.該過程中的兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查；3.胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件：①一般在同種雌性供體和受體之間進(jìn)行。第二次用于供體的超數(shù)排卵（促性腺激素）第二次對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。二、胚胎移植1.將胚胎移植到任何一個(gè)受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？2.需要在胚胎移植前對(duì)受體進(jìn)行怎樣的操作？3.受體會(huì)不會(huì)對(duì)來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？4、經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？同期發(fā)情處理不能，需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體體內(nèi)。基本不會(huì)和供體保持一致二、胚胎移植思考:4.胚胎移植的意義：①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的

。②大大縮短了

本身的繁殖周期。③對(duì)供體施行

處理后，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。供體：提供胚胎的個(gè)體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：受體：接受胚胎的個(gè)體有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔任務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：

胚胎移植是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)5.地位：繁殖潛力供體超數(shù)排卵二、胚胎移植1.概念特點(diǎn)：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割可以看做動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一。理論基礎(chǔ)：顯微操作儀體視顯微鏡2.設(shè)備分割刀

指采用機(jī)械方法（切割針、切割刀）將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

分割針動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性。三、胚胎分割3.過程：囊胚(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。(2)在顯微鏡下用分割針或分割刀分割，在分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(3)分割后的胚胎可直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等。三、胚胎分割①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的

。③在胚胎移植前，進(jìn)行

等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義。②產(chǎn)生的遺傳性狀

的后代繁殖相同性別鑒定、遺傳病篩查4.胚胎分割的意義三、胚胎分割

實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數(shù)越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前，仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。5.胚胎分割的局限性三、胚胎分割胚胎分割·判斷正誤P47(1)桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植()(2)對(duì)桑葚胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割()(3)胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖，但胚胎分割是無(wú)性繁殖()×√×囊胚。原腸胚不行。3．胚胎分割技術(shù)是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，下列關(guān)于這一技術(shù)的敘述正確的

是()①胚胎分割是將早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎③胚胎分割技術(shù)屬于無(wú)性繁殖，因此屬于克隆④胚胎分割技術(shù)可以分割任意時(shí)期的胚胎A．①② B．②③ C．①③④ D．①