胚胎工程
第1节 体内受精和早期胚胎发育
一、概念
1. 胚胎工程：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，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。（经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求） 二、知识结构 精子发生→精子获能
受精 → 胚胎发育
卵子发生→卵子准备
（一） 精子的发生
1. 发生时间：雄性动物从初情期（相当于人的青春期），直到生殖机能衰退，生殖细胞不断增殖，精子不断产生。 发生部位：睾丸曲精管内
2. 发生过程：（各种家畜，大体分为三个阶段）：
第一阶段：（曲细精管管壁的）精原细胞有丝分裂→大量精原细胞→部分形成初级精母细胞 第二阶段：初级精母细胞连续两次分裂（减数分裂的MI和MII）
1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞（含单倍染色体） 第三阶段：精子细胞变形→精子
① 细胞核→头的主要部分 ② 高尔基体→头部的顶体 ③ 中心体→尾
④ 线粒体（聚集在尾的基部）→线粒体鞘 ⑤ 细胞内其他物质浓缩→球状原生质滴
（二）卵子的发生
1. 发生时间：动物的胚胎性别分化后 发生部位：卵巢内 2. 发生过程：
第一阶段：【动物的胚胎性别分化后】雌性胎儿卵巢内的卵原细胞有丝分裂→增加数量→演变为初级卵母细胞→被卵泡细胞包围，形成卵泡
第二阶段：【排卵前后】减数第一次分裂→1个次级卵母细胞和第一极体→进入输卵管，准备受精
第三阶段：【精子和卵子结合过程中】减数第二次分裂，次级卵母细胞→1个成熟的卵子和第二极体
△判断是否受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 ☆ 精子和卵子在发生上的重要区别：
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前完成的（即胎儿时期） 注：多数不如动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体。 卵子发生成熟示意图
（三）受精 一、概念
1. 受精：精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。包括会搜经前的准备阶段和受精阶段。自然条件下是在雌性的输卵管内完成。 2. 放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。
3. 透明带反应：在精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。它是防止多个精子进入透明带，引起多个精子入卵受精的第一道屏障。
4. 卵黄膜封闭作用：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，这是防止多精如卵受精的第二道屏障。
二、过程
1. 准备阶段1-精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合，必须在此行动物【生殖道】发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
2. 准备阶段2-卵子的准备：卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，动物排出卵子的成熟程度不同（初级卵母细胞-如马、犬等；次级卵母细胞-如猪、羊等），但都要在【输卵 3. 受精阶段：
主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成配子结合
① 顶体反应，释放顶体内的酶，额直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿过放射冠的通路。
② 透明带反应：穿过放射冠的精子立即与透明带接触，穿过顶体酶溶出通道后，接触卵黄膜，发生透明带反应。
③ 卵黄膜封闭作用：精子与卵黄膜接触后，立即被卵黄膜表面的微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子入卵→卵黄膜封闭作用 ④ 入卵后的变化：
精子：尾部脱离，核膜破裂→形成新的核膜→雄原核形成（比原来精子核还大）
卵子：精子入卵后即被激活，完成减数第二次分裂，排出第二极体→雌原核形成（略
小于雄原核） ⑤ 配子几何
雌原核 充分发育后，彼此接触
二者体积缩小合并 二倍体的合子-受精卵
雄原核 两组核染色体合为一组
受精过程结束，受精卵发育开始。
（四）胚胎发育 二、过程
根据形态变化可分为以下几个阶段
发育分化 内细胞团 孵化 外胚层
桑葚胚 出现囊胚腔 囊胚 原肠胚 滋养层 内胚层 原肠腔
1. 卵裂期：胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期成为卵裂期 特点：有丝分裂；细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。
2. 桑葚胚：胚胎细胞数目32个作用，胚胎形成致密的细胞团，形似桑葚。
特点：这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎细胞的潜能，属于全能细胞。 进一步发育，细胞开始出现分化
聚集在胚胎一端
个体较大的细胞 ——内细胞团→发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列的
个体较小的细胞 ——滋养层细胞→发育成胎膜和胎盘
3. 囊胚：随着胚胎的进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。
特点：进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来——孵化
内细胞团→外胚层 下方细胞→内胚层
4. 原肠胚：内胚层包围的囊腔——原肠腔 滋养层细胞→发育成胎膜和胎盘
第2节 体外受精和早期胚胎培养
一、概念
1. 试管生物技术：指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经一直产生后代的技术。
2. 体外受精：不如动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。
二、体外受精的过程 1. 卵母细胞的采集
方法：① 对于实验动物如小鼠、兔，家畜猪、羊等：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能精子体外受精
② 对于大家畜或大型动物，如牛：从已屠宰母畜的卵巢中采集，或借助超声波探
测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
注意：采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。 2. 精子的获取
收集精子的方法有：假阴道法、手握法、电刺激法。
精子体外获能的方法有：培养法（对于啮齿动物和猪等）和化学诱导法（对于牛、羊等家畜）。 3. 受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
三、胚胎的早期培养
1. 目的：体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的法语能力
2. 培养液的组成成分：一般包括无机盐类、有机盐类，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。
3. 当胚胎发育到事宜阶段，可将其取出向受体移植，或冷冻保存。 *不同动物胚胎移植的时间不同P72
第3节 胚胎工程的应用及前景
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