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1、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、知识结构精子发生一精子获能受精f胚胎发育卵子发生一卵子准备（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）精原细胞有丝分裂一大量精原细胞一部分形成初级精母细胞第二阶段：初级精母细胞
2、连续两次分裂（减数分裂的MI和MII）1个初级精母细胞一2个次级精母细胞一4个精子细胞（含单倍染色体）第三阶段：精子细胞变形一精子 细胞核一头的主要部分 高尔基体一头部的顶体 中心体一尾 线粒体（聚集在尾的基部）一线粒体鞘 细胞内其他物质浓缩一球状原生质滴（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一增加数量一演变为初级卵母细胞一被卵泡细胞包围，形成卵泡第二阶段：【排卵前后】减数第一次分裂一1个次级卵母细胞和第一极体一进入输卵管，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
3、级卵母细胞一1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
4、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 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。 透明带反应
5、：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。 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f精子外膜与卵黄膜融合f精子入卵f卵黄膜封闭作用 入卵后的变化：精子：尾部脱离，核膜破裂f形成新的核膜f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，排出第二极体一雌原核形成（略小于雄原核） 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
6、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一一内细胞团一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一一滋养层细胞一发育成胎膜和胎盘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
7、，胚胎从其中伸展出来孵化内细胞团f外胚层下方细胞一内胚层4. 原肠胚：内胚层包围的囊腔原肠腔滋养层细胞一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：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 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
8、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
9、。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、胚胎移植1.概念：将雌性动物体内的从早期胚胎，或者通过体外受精那个及其他方式得到的胚胎，知道同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。2. 实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的手提共同繁殖后代的过程。3. 在胚胎工程中的地位：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。4. 意义：优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力； 大大缩短了供体本身的繁殖周期； 增加供体一生繁殖后代的数量5. 生理学基础：同种动物的供、受体生殖器官的胜利变化是相同的，为供体胚
10、胎移入手提提供相同的生理环境 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，为胚胎的收集提供了可能。 手提对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。 供体胚胎可与手提子宫建立正常的胜利和组织联系，且供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。6. 基本程序 对供体、受体的选择和处理：用激素进行同期发情处理，并用激素对供体母牛做超数排卵处理。 配种或进行人工授精 对胚胎的收集、检查、培养或保存：进行冲卵，并对胚胎质量进行检查。这是的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段 胚胎移植：方法有手术法和非手术法 移植后的检查：检查是否妊娠二、胚胎分割1. 概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多台的技术。2. 主要仪器设备及注意问题 主要仪器：实体显微镜和显微操作仪 注意问题：a.胚胎选择：分割时应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚b.分割时要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎的回复和进一步发育三、胚胎干细胞1.概念：简称2. 特点3. 应用
