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1、胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对胚胎工程指对_或或_ _ 所进行的多种所进行的多种_和和_技技术，如术，如_、_、_、_等技术。等技术。经过处理后获得的经过处理后获得的_，还需要，还需要_到到_生产后代，以生产后代，以满足人类的各种需求。满足人类的各种需求。胚胎工程的概念胚胎工程的概念动物早期胚胎动物早期胚胎配子配子显微操作显微操作处理处理胚胎移植胚胎移植体外受精体外受精胚胎分割胚胎分割胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养胚胎胚胎移植移植雌性动物体内雌性动物体内操作对象：操作对象：技术手段：技术手段：理论基础：理论基础：早期胚胎和配子早期胚胎和配子 胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚
2、胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律早期胚胎的发育规律一一. .精子和卵子的发生精子和卵子的发生1.1.精子的发生精子的发生睾丸睾丸发生场所：发生场所：时间：雄性动物从时间：雄性动物从_开始，直到开始，直到_，睾丸的，睾丸的_内不断进内不断进行着生殖细胞的增殖，行着生殖细胞的增殖，源源不断地产生精子。源源不断地产生精子。初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退曲细精管曲细精管家畜精子发生的过程大体可以分为家畜精子发生的过程大体可以分为_阶阶段：段：第一阶段，位于第一阶段，位于_的的_细胞细胞先分裂为先分裂为_细胞，然后继续进行数次细胞，然后
3、继续进行数次_，产生多个，产生多个_细胞细胞（如绵羊为（如绵羊为16个）。个）。第二阶段，第二阶段，_细胞连续进行细胞连续进行_分分裂（即裂（即_分裂，包括分裂，包括_)：第一次：第一次分裂产生分裂产生_细胞，每个细胞，每个_细胞再分裂一次产生细胞再分裂一次产生_个含个含_的的_细胞。细胞。三个三个曲细精管管壁曲细精管管壁精原精原两个两个有丝分裂有丝分裂初级精母初级精母初级精母初级精母两次两次减数减数MI和和MII两个次级精母两个次级精母次级精母次级精母两两染色体染色体单倍单倍精子精子第三阶段，第三阶段，_形的精子细胞经过变形，形的精子细胞经过变形，其中的其中的细胞核细胞核变为变为_，高高尔基
4、体尔基体发育为发育为_，中心体中心体演变演变为为_，线粒体线粒体聚集在聚集在_形成形成_。同时，。同时，细胞内的其他物质浓缩细胞内的其他物质浓缩为球状为球状，叫做，叫做_，随精子的成熟，随精子的成熟过程过程_，直到，直到_。对于多。对于多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。哺乳动物成熟的精子外为两个月左右。哺乳动物成熟的精子外形似形似_，分，分_三大部分。三大部分。圆圆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尾的基部尾的基部线粒体鞘线粒体鞘原生质滴原生质滴向后移动向后移动最后脱落最后脱落蝌蚪蝌蚪头、颈和尾头、颈和尾精原细
5、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多个精原细胞多个精原细胞变形变形2.2.卵子的发生卵子的发生 发生部位：发生部位：卵巢卵巢动物的胚胎在动物的胚胎在_以后，以后，雌性雌性胎胎儿的儿的_内的内的_细胞，就通过细胞，就通过_的方式不断增加其数量，并的方式不断增加其数量，并进一步演变为进一步演变为_细胞，这时，细胞，这时，它被它被_细胞包围，形成细胞包围，形成_。_细胞需经过细胞需经过_才能变为才能变为_。性别分化性别分化卵巢卵巢卵原卵原有丝分裂有丝分裂初级
6、卵母初级卵母卵泡卵泡卵泡卵泡初级卵母初级卵母减数分裂减数分裂成熟的卵子成熟的卵子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_完完成的，其结果产生成的，其结果产生_和和_，进入，进入_，准备，准备_ _。减数第二次分裂是在。减数第二次分裂是在_ _的过程中完成的，的过程中完成的，_细细胞经分裂产生胞经分裂产生_和和_。当在当在_和和_的的间隙间隙可以观察到可以观察到_时，说明时，说明_，这是判断，这是判断_的重要标志。的重要标志。排卵前后排卵前后一个次级卵母细胞一个次级卵母细胞第一极体第一极体输卵管输卵管受精受精与精子与精子卵子结合卵子结合精子和精子和次级卵母次级卵母一个成熟的卵子一个
7、成熟的卵子第二极体第二极体卵黄膜卵黄膜透明带透明带两个极体两个极体卵子已经完成了受精卵子已经完成了受精卵子是否受精卵子是否受精排卵排卵卵原细胞卵原细胞多个卵原细胞多个卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失卵卵子子发发生生过过程程M排卵前后排卵前后完成完成在受精在受精过程完过程完成成被卵泡细胞包被卵泡细胞包围围, ,形成卵泡形成卵泡胎胎儿儿时时期期完完成成二、受精二、受精1.1.概念：是精子和卵子结合形成概念：是精子和卵子结合形成_（即（即_）的过程。）的过程。2.2.场所：场所：3.3.包括包括
8、_阶段和阶段和_阶阶段段合子合子受精卵受精卵输卵管输卵管受精前的准备受精前的准备受精受精受精前的准备阶段受精前的准备阶段: : 准备阶段准备阶段1 1_:_:刚刚排出的精子，不刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的能立即与卵子受精，必须在雌性动物的_发生相应的生理变化后发生相应的生理变化后, ,才才_。这一。这一生理现象称为精子获能生理现象称为精子获能. . 准备阶段准备阶段2 2卵子的准备卵子的准备: :动物排出的卵子成熟动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是程度不同，有的可能是_如猪、如猪、羊等，有的可能是羊等，有的可能是_如马、犬等。如马、犬等。都要在都要在_中进一步成熟，
9、当达到中进一步成熟，当达到_ _ _,_,才具有与才具有与_的能力。的能力。次级卵母细胞次级卵母细胞精子获能精子获能生殖道生殖道获得受精能力获得受精能力初级卵母细胞初级卵母细胞输卵管输卵管第二次分裂的中期第二次分裂的中期 减数减数精子受精精子受精受精阶段受精阶段_与与_相遇时，首先发生相遇时，首先发生_，使，使_释放出来。释放出来。放放射冠射冠是包围在卵子是包围在卵子_外面的外面的_ _，精子所释放的，精子所释放的_可直接可直接溶溶解解_，形成精子穿越，形成精子穿越_的通路。的通路。获能后的精子获能后的精子卵子卵子顶体反应顶体反应顶体内的酶顶体内的酶透明带透明带卵丘卵丘细胞群细胞群顶体酶顶体酶
10、卵丘细胞之间的物质卵丘细胞之间的物质放射冠放射冠穿过穿过放射冠放射冠的精子立即与的精子立即与_接触，接触，_随后将随后将_溶出一条孔道，溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带，并精子借自身运动穿越透明带，并_。在精子。在精子_的瞬间，的瞬间，会产生阻止后来的精子进入会产生阻止后来的精子进入_的生理的生理反应，这个反应称作反应，这个反应称作_，它是防止，它是防止_进入进入_，引起，引起_的第一道屏障。的第一道屏障。透明带透明带顶体酶顶体酶透明带透明带接触卵黄膜接触卵黄膜触及卵黄膜触及卵黄膜透明带透明带透明带反应透明带反应多个精子多个精子透明带透明带多精子入卵受精多精子入卵受精只有穿过只有穿过_的
11、精子才能与的精子才能与_接接触。由于卵黄膜表面有大量的触。由于卵黄膜表面有大量的_，当，当精子精子_时，立即被时，立即被微绒毛抱微绒毛抱合合，随后，精子外膜和卵黄膜，随后，精子外膜和卵黄膜_，精子入卵。，精子入卵。精子入卵后，精子入卵后，_会立即发生一种生会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应称作种生理反应称作_。这是。这是_。透明带透明带卵黄膜卵黄膜微绒毛微绒毛与卵黄膜接触与卵黄膜接触相互融合相互融合卵黄膜卵黄膜卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用防止多精入卵受精的第二道屏障防止多精入卵受精的第二道屏障精子入卵后的另一个变化，是精子入卵后的另一
12、个变化，是_，并且原有的并且原有的_破裂；随后，精子形成破裂；随后，精子形成一个一个_，最后形成一个比原来精，最后形成一个比原来精子核还子核还_的核，叫做的核，叫做_。与此同。与此同时，精子入卵后时，精子入卵后被激活的卵子被激活的卵子完成完成_，排出，排出_后，形后，形成成_，_原核一般略小于原核一般略小于_原原核。核。尾部脱离尾部脱离核膜核膜新的核膜新的核膜雄原核雄原核大大减数第二次分裂减数第二次分裂第二极体第二极体雌原核雌原核雌雌雄雄_充分发育后，相向移动，彼充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为染色体合为一组一组，形成一个含
13、，形成一个含_染染色体的色体的_，也就是，也就是_。受精过程。受精过程至此结束，受精卵的发育由此开始。至此结束，受精卵的发育由此开始。雄、雌原核雄、雌原核二倍二倍合子合子受精卵受精卵 精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜原核形成原核形成配子结合配子结合哺乳动物的受精过程主要包括哺乳动物的受精过程主要包括:受精作用的意义受精作用的意义维持每种生物维持每种生物_中中_的恒定的恒定 ；对于生物；对于生物的的_十分重要。十分重要。前后代前后代 体细胞体细胞染色体数目染色体数目遗传和变异遗传和变异胚胎发育胚胎发育合子合子形成后即在形成后即在_内进行内进行_分分裂，开始
14、发育。胚胎发育的早期有一段裂，开始发育。胚胎发育的早期有一段时间是在时间是在_内进行的。这一时期称内进行的。这一时期称为为_期。其特点是：细胞分裂方式期。其特点是：细胞分裂方式为为_，细胞的数量不断，细胞的数量不断_，但，但胚胎的总体积胚胎的总体积_。输卵管输卵管有丝有丝透明带透明带卵裂卵裂有丝分裂有丝分裂增加增加并不增加，或略有缩小并不增加，或略有缩小根据胚胎根据胚胎_的变化，可将的变化，可将早期早期发育发育的胚胎分为以下几个阶段。的胚胎分为以下几个阶段。_胚胚 当胚胎细胞数目达到当胚胎细胞数目达到_时，时，胚胎形成胚胎形成_，形似，形似_，叫做叫做_。这一阶段前的。这一阶段前的每一个细胞每
15、一个细胞都具有都具有_潜能，属于潜能，属于_细胞。细胞。形态形态桑椹桑椹32个左右个左右致密的细胞团致密的细胞团桑椹桑椹桑椹胚桑椹胚发育成完整胚胎的发育成完整胚胎的全能全能_胚胚 桑椹胚进一步发育，细胞开始出桑椹胚进一步发育，细胞开始出现现_。_，个体，个体_的的细胞，称为细胞，称为_（ICM），将来发育），将来发育成胎儿的成胎儿的_，而沿，而沿_扩展扩展和排列的、个体和排列的、个体_的细胞，称为的细胞，称为_，它们将来发育成，它们将来发育成_。随着胚胎的进一步发育，胚胎的随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部内部出现出现了了含有液体含有液体的的囊腔囊腔_，这个时，这个时期的胚胎叫做期的胚胎叫做_。
16、囊胚进一步扩大，。囊胚进一步扩大，会导致会导致_，胚胎从其中伸展出来，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做这一过程叫做_。囊囊分化分化较大较大聚集在胚胎一端聚集在胚胎一端内细胞团内细胞团各种组织各种组织透明带内壁透明带内壁较小较小滋养层细胞滋养层细胞胎膜和胎盘胎膜和胎盘囊胚腔囊胚腔囊胚囊胚透明带的破裂透明带的破裂孵化孵化_胚胚 囊胚囊胚孵化孵化后，再进一步发育，后，再进一步发育，_的细胞形成的细胞形成_，_的细胞形成的细胞形成_。这时的胚胎。这时的胚胎称为称为_，由，由_包围的囊腔叫包围的囊腔叫_。_则发育为胎儿的则发育为胎儿的_。原肠原肠内细胞团表层内细胞团表层外胚层外胚层下方下方内胚层内胚层原
17、肠胚原肠胚内胚层内胚层原肠腔原肠腔滋养层滋养层胎膜和胎盘胎膜和胎盘受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。有减少。由具有全能性细胞构成，细胞数在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘最初发育在输卵管进行有丝分
18、裂最初发育在输卵管进行有丝分裂体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养试管动物技术是指通过人工操作使卵子试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在和精子在_条件条件下下_和和_，并通过培养并通过培养发育为早期胚胎发育为早期胚胎后，再经后，再经移移植植产生后代的技术。产生后代的技术。体外体外成熟成熟受精受精哺乳动物的体外受精主要包括哺乳动物的体外受精主要包括_、_和和_等几个主要步骤。等几个主要步骤。卵母细胞的采集卵母细胞的采集精子的获取精子的获取受精受精卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养对于实验动物：用对于实验动物：用_处理，使其处理，使其_，然后，从，然后，从_中中_，_与与获能获
19、能的精子在的精子在体体外受精外受精。对于大家畜或大型动物，从。对于大家畜或大型动物，从_采集卵母采集卵母细胞，也可以借助细胞，也可以借助_、_等工具，直接从等工具，直接从活体活体动动物的卵巢中物的卵巢中_。采集的卵母。采集的卵母细胞，要细胞，要_，才能与获，才能与获能的精子受精。能的精子受精。促性腺激素促性腺激素排出更多的卵子排出更多的卵子输卵管输卵管冲取卵子冲取卵子直接直接屠宰场已屠宰母畜的卵巢中屠宰场已屠宰母畜的卵巢中超声波探测仪超声波探测仪内窥镜或腹腔镜内窥镜或腹腔镜吸取卵母细胞吸取卵母细胞在体外人工培养成熟后在体外人工培养成熟后精子的采集和获能精子的采集和获能收集精子的方法有假阴道法、
20、手握法和电收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法。刺激法。通常采用的体外获能方法有通常采用的体外获能方法有_和和_两种：对于啮齿动物、家两种：对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用兔和猪等动物的精子，一般采用_，即将取自附睾的精子，放入人工配制的即将取自附睾的精子，放入人工配制的_中，培养一段时间后，精子就可中，培养一段时间后，精子就可获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用_，即将精子放在一定浓度的，即将精子放在一定浓度的肝素肝素或或钙离子载体钙离子载体A23187溶液中，用化学药溶液中，用化学药物诱导精子获能。物诱导精子获能。培养法培养法化学诱导法化学
21、诱导法培养法培养法获能液获能液化学法化学法受精受精获能的精子和培养成熟的卵子，一般情获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在况下都可以在_或专用的或专用的_中中完成受精过程。完成受精过程。获能溶液获能溶液受精溶液受精溶液胚胎的早期培养胚胎的早期培养体外受精后，应将体外受精后，应将受精卵受精卵移入移入_中继续培养，以检查中继续培养，以检查受精受精状况状况和和受精卵的发育能力受精卵的发育能力。哺乳动物。哺乳动物胚胎的培养液成分一般比较复杂，除胚胎的培养液成分一般比较复杂，除一些一些_外，还需添加外，还需添加_等营养等营养成分，以及成分，以及_等物质。当胚胎发育等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出到适宜的阶段时，可将其取出_，或，或_。发育培养液发育培养液无机盐和有机盐类无机盐和有机盐类维生素、激素、氨基酸、核苷酸维生素、激素、氨基酸、核苷酸血清血清向受体移植向受体移植冷冻保存冷冻保存
