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1、胚胎工程的诞生和发展胚胎工程的诞生和发展18901890年，年，W.HeapeW.Heape在英国剑桥大学首次在英国剑桥大学首次报道安哥拉兔早期胚胎移植（比利时兔为报道安哥拉兔早期胚胎移植（比利时兔为代孕母兔）成功，拉开胚胎工程的序幕代孕母兔）成功，拉开胚胎工程的序幕2020世纪世纪30307070年代，胚胎移植技术日年代，胚胎移植技术日渐成熟，渐成熟，19751975年年1 1月首届国际胚胎移植大会月首届国际胚胎移植大会在美国召开在美国召开19511951年，张明觉和奥斯汀年，张明觉和奥斯汀(C.R.Austin)(C.R.Austin)揭示精子获能的机理，并改揭示精子获能的机理，并改进卵母
2、细胞体外培养条件，被誉为进卵母细胞体外培养条件，被誉为“试管试管婴儿婴儿”之父之父2020世纪世纪60608080年代，多种试管动物和年代，多种试管动物和试管婴儿相继问世，标志着胚胎移植进入试管婴儿相继问世，标志着胚胎移植进入成熟发展阶段。成熟发展阶段。首例试管婴儿首例试管婴儿著名妇产科专家张丽珠教著名妇产科专家张丽珠教授与中国首例试管婴儿授与中国首例试管婴儿 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行的多种显微操作和处理技术，如所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胞培养等技术。经过处理后获
3、得的胚胎，等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到还需要移植到雌性雌性动物体内生产后代，以动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。满足人类的各种需求。操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段：技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律的发育规律胚胎工程的许多技术，实际是在体外条胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此要了解动物条件进行的模拟操作。因
4、此要了解动物受精和早期胚胎发育。受精和早期胚胎发育。 胚胎工程胚胎工程的的“理论基础理论基础”-体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育输精管输精管附附睾睾一一. .精子和卵子的发生精子和卵子的发生（1 1）发生场所：）发生场所：（2 2）时间：）时间： 初情期（青春期）初情期（青春期）生生殖机能衰退殖机能衰退1.1.哺乳动物精子的发生哺乳动物精子的发生不断地产生着精子睾丸睾丸精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞（含单倍染色体）（含单倍染色体）精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生的的过过程程
5、多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形如何变形？顶体的发生顶体的发生尾的发育尾的发育精子头出现精子头出现细胞质浓缩细胞质浓缩精子形成精子形成高尔基体发育高尔基体发育为头部的顶体为头部的顶体中心体演变为中心体演变为精子的尾精子的尾线粒体聚集在线粒体聚集在尾的基部形成尾的基部形成线粒体鞘线粒体鞘细胞内的其他物质浓细胞内的其他物质浓缩成球状，称为原生缩成球状，称为原生质滴。随着精子的成质滴。随着精子的成熟过程向后移动，直熟过程向后移动，直到最后脱落。到最后脱落。精子细胞变形中的主要变化：精子细胞变形中的主要变化：1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线
6、粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (球状球状, ,最后脱落最后脱落) )1 1. .精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？中在尾的基部？细胞核细胞核是精子是精子遗传物质遗传物质储存和复制的场所，也是储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代
7、遗传特性与细胞参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢代谢活动活动的的控制中心控制中心。线粒体线粒体是是精子维持精子维持生存生存和和运动运动能量的能量的“动力工动力工厂厂”或或“发动机发动机”2 2. .家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？种浪费吗？怎样理解这一现象？其一，精子数量多，总有精子能与卵子结合，从而其一，精子数量多，总有精子能与卵子结合，从而保证了种族的延续保证了种族的延续。不是不是其二，其二，对精子进行筛选对精子进行筛选，保证最优秀的精
8、子与卵子，保证最优秀的精子与卵子结合。结合。这枚精子既幸运，这枚精子既幸运，又强壮！又强壮！(1)(1)发生部位：发生部位：(2)(2)时间：时间：减数第一次分裂是在雌性动物减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成排卵前完成；减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程精子和卵子结合的过程完成的。完成的。卵巢卵巢注意：初生女婴的两个卵巢中共有初级卵母细胞(初级卵泡)约两百万个，它们都已进入了第一次减数分裂的前期，并停留在前期不再发育。直到女孩进入性成熟时期。此时约有400 000个初级卵母细胞保留下来。初级卵母细胞受性激素的刺激才苏醒过来，重新继续发育。只有 420个能发育成卵。在这4
9、20个有幸发育成卵的初级卵母细胞中，最早的一个是等待15年，而最后的一个是等待了50年才重新发育的。 胎儿期卵泡卵泡细胞初级卵母细胞卵泡卵泡细胞初级卵母细胞排出的卵排出的卵 放射冠（卵丘细胞）放射冠（卵丘细胞）透明带透明带卵黄间隙卵黄间隙第一极体第一极体卵黄膜卵黄膜核核卵丘细胞卵泡液胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞+ + 第一极体第一极体初级卵母细胞初级卵母细胞2N2NN有丝分裂有丝分裂 数目增多数目增多MM分裂分裂初级卵母细胞生初级卵母细胞生长透明带形成长透明带形成卵黄膜卵黄膜透明带透明带排卵排卵减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后
10、完成的生长、演变 排卵排卵说明：马排出的是初级卵母细胞；绵羊、牛、猪排出的是次级卵母细胞和第一极体。胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞+ + 第一极体第一极体 合子合子 + +两个极体两个极体初级卵母细胞初级卵母细胞2N2NN2N有丝分裂有丝分裂 数目增多数目增多MM分裂分裂MM分裂分裂初级卵母细胞生初级卵母细胞生长透明带形成长透明带形成卵黄膜卵黄膜透明带透明带排卵排卵减数第一次分裂是在雌性动物排卵前、后完成的减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成受精受精当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精卵子是
11、否受精的重要标志生长、演变 胚胚胎胎时时期期，卵卵原原细细胞胞经经有有丝丝分分裂裂，增增加加数数量量，并并演演变变成成初级卵母细胞初级卵母细胞。 青青春春期期后后，初初级级卵卵母母细细胞胞分分批批发发育育，在在排排卵卵前前完完成成第第一一次次成成熟熟分分裂裂，生生成成一一个个体积较大的体积较大的次级卵母细胞次级卵母细胞。 在在受精时受精时精子穿入的激精子穿入的激发下，次级卵母细胞发下，次级卵母细胞完成第完成第二次成熟分裂二次成熟分裂，形成一个，形成一个成成熟的卵子熟的卵子。 胎胎儿儿期期初初情情期期后后卵原细胞卵原细胞初级卵初级卵母细胞母细胞次级卵母次级卵母细胞第一细胞第一极体极体 合子合子二
12、个极体二个极体初级卵初级卵母细胞母细胞2N2NN2N 判断卵子受精以观察到两个极体为标判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？体吗？ 人类人类和和大部分哺乳动物大部分哺乳动物：第一极体很第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体极体 ； 即使即使分裂分裂，在实际操作中也不容易三，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能看到两个极个都同时观察到，但只要能看到两个极体体，就足以说明问题。，就足以说明问题。 卵原细胞卵原细
13、胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第两个第二极体二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M M排卵前后完成排卵前后完成在受精过程完成在受精过程完成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围, ,形成卵泡形成卵泡胎儿时胎儿时期完成期完成解析必修解析必修2 2初初情情期期后后青青春春期期后后在输卵管中完成受精过程P63/P63/小资料：小资料： 牛刚出生时，每侧卵巢大约含有1515万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵母细胞。出生后能够发育成成熟排卵的卵泡只有200200个左右，一生产下牛犊4545头。其他哺
14、乳动物的情况类似。可见：哺乳动物一生中卵母细胞的有效利用率 ，胚胎工程要研究解决这样的问题。很低2 2、排出的卵子是什么时期的细胞？、排出的卵子是什么时期的细胞？1 1、成熟卵子的形成与哪些部位有关？、成熟卵子的形成与哪些部位有关？卵巢和输卵管 MI MI的初级卵母细胞或MIIMII的次级卵母细胞和第一极体（三）精子与卵子的发生比较（三）精子与卵子的发生比较(P68/2.)(P68/2.)场场 所所开始时开始时间间细胞增细胞增殖方式殖方式子细胞数子细胞数目目是否变是否变形形重要区别重要区别精精子子 卵卵子子 睾睾丸丸卵巢卵巢输卵输卵管管初情期初情期以后以后胚胎期胚胎期性别分性别分化以后化以后先
15、有丝先有丝分裂分裂后减数后减数分裂分裂4 4个个 精子精子细胞细胞1 1个个卵细胞卵细胞 3 3个个极体极体变形变形为蝌为蝌蚪形蚪形球形球形 不变不变形形精子是从初精子是从初情期开始的；情期开始的；而哺乳动物而哺乳动物卵泡的形成卵泡的形成和在卵巢内和在卵巢内的储备是在的储备是在出生前完成出生前完成的的 1. 1.一个卵泡中能形成几个成熟一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？指卵泡从卵巢中排出？ 正常情况下，一个卵泡只能形成正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成成熟的卵子。熟的卵子。 是指是指卵子卵子从卵泡
16、中排出。从卵泡中排出。3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？在母体的什么部位与精子受精？ 刚排出的卵子刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟。仅完成。仅完成第第 次减数分裂，需要在输卵管内进一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到步成熟，直到 才才能与精子结合完成受精过程。能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在排出的卵子是在 内与精子受精的。内与精子受精的。一一减数第二次分裂的中期减数第二次分裂的中期输卵管输卵管 哺乳动物精子和卵子的发生主哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？要有哪些相似点或不同点？相似点：相似点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断，不断增加生殖原细胞的数量；经过增加生殖原细胞的数量；经过两两次减数分裂次减数分裂（MM和和MM）才能形）才能形成精子和卵子。成精子和卵子。 哺乳动物精子和卵子的发生主哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？要有哪些相似点或不同点？不同点：不同点：一个精原细胞一个精原细胞四个精子；四个精子；一个卵原细胞一个卵原细胞一个卵子；一个卵子；精子形状为蝌
