2.3胚胎工程讲义-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

胚胎工程 1．胚胎工程定义：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 2．胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 胚胎工程的理论基础：动物受精和早期胚胎发育的规律。 3．体内受精 拓展：精子的产生 场所：睾丸的曲细精管。 时间：初情期→生殖机能衰退（不等与衰老） 过程：精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精细胞→精子 精细胞变形精子过程：细胞核→精子头的主要部分，高尔基体→精子头部的顶体，中心体→精子的尾，线粒体→精子尾部的线粒体鞘，其他物质→原生质滴（随精子成熟过程向后移动，直到脱落） 不同动物精子的形态相似，大小略有不同，与体型无关。 卵子的产生 场所：卵巢+输卵管。 时间：胎儿期，初情期→生殖机能衰退 哺乳动物卵泡的形成和卵巢内的储备是在出生前完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。 体内受精： 定义：精子和卵子结合形成合子的过程，包括受精前的准备阶段+受精阶段 场所：雌性动物的输卵管内。 受精前的准备阶段 准备阶段1——精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 拓展：精液包括精子+精清（浆）：含有抑制精子获能的物质。 精子获能的发现：哺乳动物的精子在刚射入雌性生殖道时，或从附睾取出时，并不具备受精能力，必须在雌性生殖道内经过一段时间，发生生理及形态的变化才能获得受精能力，这一现象发现人是张明觉、Austin。这一现象中精子发生很多生理变化改变，包括一些精子内部和表面的一些变化。体内获能：精浆蛋白的移除，糖蛋白被吸收到精子的表面；经雌性动物生殖道时精子表面分子的改变。精子获能主要是精子质膜蛋白发生多种分子变化和甾醇类物质（主要是胆固醇）的变化改变了精子质膜的性质。胆固醇的流出改变了膜的通透性和流动性导致了离子的流入，从而激活了细胞内第二信使等。 体外获能：人工配制的获能液，成分因动物种类不同有所差异，常见的有效成分有肝素、钙离子载体等。 准备阶段2——卵子的准备：动物排出的卵子成熟度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。卵子要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 受精阶段 过程 主要变化 精子穿越卵细胞膜外的结构 获能后的精子与卵子相遇时，首先顶替释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。 精子入卵 透明带反应(防止多精入卵的第一道屏障)：在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，然后，精子入卵。卵细胞膜反应(防止多精入卵的第二道屏障)：精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 形成雄、雌原核 精子入卵后尾部脱离，原有的核膜破裂形成一个新的核膜，最后形成一个比原来核还大的核：雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。 受精卵形成 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失，融合在一起，含有两个染色体组的合子就是受精卵。 注意： 1） 在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体（在透明带和卵细胞之间）或者雌、雄原核作为受精的标志。（多数哺乳动物第一极体不进行减数分裂Ⅱ） 2） 受精完成的标志：雌雄原核的融合。 2） 受精卵中的遗传物质：核遗传物质：一半来自精子，一半来自卵子；质遗传物质：几乎来自于卵子。染色体一半来自父亲一半来自母亲。 4．胚胎早期发育 场所：输卵管，子宫 受精卵：发育的起点。 卵裂：在透明带内进行的，细胞有丝分裂，数量不断增加，胚胎总体积并不增加。（每个细胞体积减小，DNA总量增加，单个细胞DNA量不变，有机物总量减少，有机物种类增加）。 桑葚胚：细胞数32各左右，致密的细胞团，形似桑葚。未分化，具有发育成完整胚胎的潜能。 囊胚：开始分化，内细胞团：聚集在胚胎一端，发育成胎儿各种组织；滋养层：沿透明带内壁扩展和排列，发育成胎膜和胎盘。囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来→孵化。拓展：根据囊胚囊胚腔的大小和是否孵化（发育速度），将囊胚发育分为6个时期1期：早期有腔室囊胚，囊胚腔＜胚胎总体积的1/2。2期：囊胚腔体积≥胚胎总体积的1/2。3期：完全扩张囊胚，囊胚腔完全占据胚胎的总体积。4期：扩展囊胚，囊胚腔完全充满胚胎，胚胎体积变大，透明带变薄。5期：正在孵出的囊胚，囊胚的另一部分从透明带逸出。6期：孵出的囊胚，囊胚全部从透明带中逸出 原肠胚：外胚层（色素细胞、脑神经元、皮肤细胞），内胚层（消化细胞、胰腺细胞、肺细胞），中胚层（骨骼肌、心肌、平滑肌、红细胞、骨细胞），原肠腔。 注意：不同动物受精卵的发育及进入子宫的