专题3 胚胎工程
※ 胚胎工程：是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，如胚胎移植、体外受精、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。
﹡操作对象：早期胚胎或配子（生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞） ﹡目的：挖掘动物的繁殖潜力
﹡实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。 ﹡理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律（胚胎发育学）
﹡技术：体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术等
一、体内受精和早期胚胎发育
（一）精子的发生
1、场所：睾丸（精巢） 2、时间：初情期---生殖机能衰退 3、过程：
第一阶段：位于曲细精管管壁的精原细胞进行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞。
第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括MⅠ和MⅡ），第一次分裂产生2个次级精母细胞，每个次级精母细胞再分裂一次产生2个精子细胞。 第三阶段：圆形的精子细胞经过变形成为精子。
﹡精子变形过程：
①顶体的形成--→ ②尾的发育--→ ③精子头出现--→④细胞质浓缩--→ ⑤精子形成。
﹡细胞结构的变化：
细胞核----精子头的主要部分 高尔基体----顶体 中心体-----尾 线粒体----线粒体鞘膜
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其它物质---原生质滴---脱落
﹡精子的外形：似蝌蚪，分头，颈，尾三部分。精子的大小与动物的体型大小无关。 （二）卵子的发生
1、场所：卵巢、输卵管（成熟卵子）
2、时间：性别分化以后（胎儿期）---生殖机能衰退（精子与卵子在发生时间上的差别是重要的区别） 3、过程： （1）胎儿期
动物的胚胎在性别分化后以后，卵原细胞通过有丝分裂不断增加数量，并进一步演变为初级卵母细胞，这时，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。
（2）初情期后（苏教版：性成熟；图中合子指受精卵。）
减数第一次分裂：是在雌性动物排卵前后完成的，结果产．．生1个初级卵母细胞和1个第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。
（3）减数第二次分裂：是在精子和次级卵母细胞（减Ⅱ中期）结合的过程中形成的，次级卵母细胞经分裂产生1个卵子和1个第二极体。
（当在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标志）
﹡精子和卵子发生的比较
名称 场所 时期 是否变形 分裂情况 结果 MⅠ和MⅡ是否连续 精子的发生 睾丸的曲细精管 从初情期开始 需变形 均等分裂 形成4个精子细胞 是 卵子的发生 卵巢 胚胎在性别分化以后 无需变形 不均等分裂 形成1个卵子和3个极体 否 （三）受精：精子与卵子结合形成合子
1、场所：雌性的输卵管内完成的 2、过程：
﹡准备阶段1：精子获能：刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变
化后，才能获得受精能力（苏教版：卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能）
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﹡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。动物排出的卵子成熟程度不同，
有的可能是次级卵母细胞，有的可能是初级卵母细胞，它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二．．．．次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。 ．．．．．
﹡受精阶段：
场所：输卵管
过程主要包括：精子穿越放射冠，透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。
过程：通过顶体反应精子穿越放射冠（卵丘细胞群）-----接触透明带后穿越透明带接触卵黄膜（发生透明带反应）------精子与卵黄膜融合，精子进入卵（卵黄膜封闭作用）-----尾总脱离，核膜破裂形成雄原核，卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，两核结合，受精结束。
获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，使顶体内的顶体酶释放出来，以溶解透明带外面的放射冠（由卵泡细胞构成的放射状结构），形成精子穿越的通道。 精子穿越透明带后，在接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称作透明带反应。这是防止多精子入卵受精的第一道屏障。
精子外膜与卵黄膜相互融合，精子入卵。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，这种生理反应称作卵黄膜封闭作用。这是防止多精子入卵受精的第二道屏障。
精子入卵后的另一个变化，是尾部脱离，并且原有的核膜破裂；随后，精子形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成一个含二倍染色体的合子，即受精卵。受精过程至此结束，受精卵的发育也由此开始。受精作用完成的标志是雌、雄原核结合。
﹡减数分裂和受精作用的意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和
变异，都是十分重要的。
（四）动物胚胎发育的基本过程
1、胚胎发育概念：
是指受精卵发育成幼体的过程，包括卵裂、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。 （人教版：卵裂期细胞数目为32个左右时的胚胎，叫做桑椹胚） 2、胚胎发育过程：
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（1）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
（2）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。
（3）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化]；
（4）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。滋养层细胞发育成胎膜和胎盘[细胞分化在胚胎期达到最大限度] （5）器官的系统的构建形成幼体
【知识架构】
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