1、第 3 讲 胚胎工程(1)动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础() (2) 胚胎干细胞的移植() (3) 胚胎工程的应用 ()知识点一 体内受精和早期胚胎发育1精子的发生(1)场所：睾丸的_(2)时间： _生理机能衰退(3)过程：2卵子的发生(1)场所： _、输卵管(2)时间：始于_(3)过程： Error!3受精(1)准备阶段Error!(2)受精阶段穿越放射冠(_反应，释放顶体酶，溶解_之间的物质)穿越透明带(发生_反应，是防止多精子入卵的第一道屏障)进入卵黄膜(发生 _作用，是防止10 多精子入卵的第二道屏障)_，二者合并形成_(3)卵子受精完成的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到_
2、4胚胎发育受精卵 卵裂 桑椹胚 _Error!知识点二 体外受精和早期胚胎培养1体外受精(1)卵母细胞的采集和培养：促性腺激素、超声波探测仪、内窥镜等(2)精子的采集和获能Error!(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子结合形成合子。2早期胚胎培养(1)培养液成分：无机盐、有机盐( 两盐)，维生素、_(两素)，氨基酸、核苷酸(两酸)，水，_(2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存备用。知识点三 胚胎工程的应用及前景1胚胎移植(1)胚胎转基因、核移植、体外受精、体内受精(2)实质：产生胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁育后代的过程(3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，
3、不能直接移植受精卵。(4)意义：充分发挥 _。21 (5)生理基础Error!2胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎分割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术(2)材料：发育良好、形态正常的 _24 (3)注意事项： _25 (4)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植3胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)(1)早期胚胎或 _26 (2)特点 Error! 自我校对：曲细精管 初情期 卵巢 性别分化(胚胎时期) 雌性动物的生殖道 减数第二次分裂中期 顶体 放射冠内的卵丘细胞 透明带 卵黄膜封闭 雄原核形成和雌原核形成 合子(
4、受精卵) 两个极体 囊胚 电刺激法 化学诱导法 激素 血清 供体 受体 雌性优良个体的繁殖潜21 能 游离 免疫排斥反应 桑椹胚或囊胚 将内细胞团均22 23 24 25 等分割 原始性腺 体积小、核大 全能性26 27 28 体内(外)受精与早期胚胎发育Error!一、体内受精与胚胎发育1精子与卵子的发生2受精作用的过程(1)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中发生相应的生理变化后，才能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数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。(2)受精阶段 第一步：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
5、卵丘细胞之间的物质；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵) 。3早期胚胎发育(1)过程：受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚。(2)图示：二、体外受精与胚胎的早期培养1体外受精的原理人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH 等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。2体外受精主要操作步骤(1)卵母细胞的采集方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。方法二：对大型
6、动物一般从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。(2)精子的采集和获能采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法：主要有培养法(啮齿动物、家兔、猪等) 和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187 溶液中，用化学药物诱导精子获能) 。(3)受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精。3胚胎的早期培养(1)培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液的成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。(3)胚胎去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。体外受精时，
7、精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。胚胎发育的起点是受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。孵化囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。理综命题多侧重体内、体外受精过程及早期胚胎发育，单独命题少，多综合在胚胎工程的其他实例中。【典例 1】(2012浙江理综， 2)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( ) 。A绝大多数精卵细胞的识别具有
8、物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析 此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同种生物的精子，A 正确；受精卵开始的几次卵裂，由于没有接受外来营养物质，细胞数目虽在增加，但卵裂球细胞总体积并没有增大，甚至略有减小，B 错误；囊胚由滋养层和内细胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性，将来发育成胚胎的附属结构，内细胞团细胞才具有发育全能性，C 错误；原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化，D 错误。答案 A【典例 2】(2012江苏三校联考 )如图是牛囊胚示意图，下列有
9、关该图的叙述错误的是( ) 。A透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的B囊胚腔是一个充满液体的腔C内细胞团将来分化成内胚层D滋养层将来发育成胎膜和胎盘解析 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。答案 C胚胎工程的应用及前景Error!一、胚胎移植及胚胎分割移植1胚胎移植的基本程序(以牛胚胎移植为例)2胚胎移植的实质胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。3胚胎移植成功的保障(生理学基础)第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，
10、而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。4胚胎分割(1)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(3)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。移植胚胎来源及生殖方式核移植 无性繁殖 早 期 胚
11、胎 培 养 体外受精 有性生殖 早 期 胚 胎 培 养 体内受精 冲卵 移植 有性生殖促性腺激素两次使用：a.同期发情处理；b.超数排卵。两次检查：a.收集胚胎检查； b.移植后是否妊娠检查。冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。二、试管动物、克隆动物生产过程比较1试管动物生产流程2克隆动物的培育流程试管动物生殖实质是正常的有性生殖，只不过受精、早期胚胎发育在试管中(体外)进行。克隆动物生殖的实质是无性生殖，依赖动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核) 具有全能性；特有的操作程序是核移植！三、胚胎干细胞(ES 细胞)的应用前景1干细胞分类干细胞分为三类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。胚胎干细胞(ES 细胞)为全能干细胞。2ES 细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。(1)ES 细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用 ES 细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(2)培育成组织器官，用于器官移植。(3)对 ES 细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提
