第1节 从受精卵谈起

第1节 从受精卵谈起
一、受精作用及早期胚胎发育
1.精子的形成过程
（1）发生场所：睾丸
（2）时间：初情期——生殖机能衰老
2.卵细胞的形成过程
(1)发生部位：卵巢
(2)时间：哺乳动物减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。
精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。
1.受精过程：包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等过程。
提醒：1.只能同种动物精卵结合的原因：
2.受精时间：
受精场所：
受精实质：
2.早期胚胎发育
（1）过程：
（2）各时期特点
1.个体发育的起点是受精卵
2.卵裂期：
3.囊胚期：
4.原肠胚期：
5.器官原基形成：
受精卵不断进行细胞分裂即卵裂。
卵裂产生的细胞团称卵裂球。
卵裂球含2~8个细胞时，其中的每一个细胞都具有全能性。
囊胚 滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构如胚盘。
内细胞团：胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。
原肠胚
外胚层：皮肤的表皮及其附属器; 中枢 神经系统以及松果体、神经垂体和视网膜; 牙釉质，角膜上皮，晶状体，内耳膜迷路，腺垂体，口腔，鼻腔和肛门的上皮等.
中胚层：结缔组织，血管，肌肉组织，皮肤的真皮，大部分中轴骨髂及骨髂肌；泌尿、生殖系统的主要器官，心脏、体壁的骨髂肌肉血管和结缔组织，消化和呼吸系统的肌肉组织，血管和结缔组织，
内胚层：消化管，消化腺，呼吸道和肺的上皮组织; 中耳，甲状旁腺，胸腺和膀胱等的上皮组织
1.试管动物技术?
试管动物技术是指通过 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，再经移植产生后代的技术。?
2.从试管牛说起?
实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是体外受精 和 早期胚胎 培养的培养。
3.体外受精?
体外受精主要包括卵母细胞采集 、 精子的获能 和受精 等几个主要步骤。
卵母细胞的采集可以用 促性腺 激素处理排卵后，再从 输卵管 冲取卵子的方法，或者直接从活体动物 卵巢 中吸取卵母细胞，后者需在体外经 人工培养 成熟后，才能受精。 ?
4.胚胎培养液成分一般含有一些 无机盐 、有机盐和 维生素 、 激素 、氨基酸、
核苷酸 等营养成分，以及动物 血清 等物质。胚胎发育到适宜 阶段，可以取出向受体移植 或 冷冻保存 。
1.如何选择用于体外培养的卵细胞？?
提示 在选择卵母细胞时,无论用哪种方法采集到的卵母细胞,外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围,形成一个叫卵丘复合体的结构(COC)，这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D四级。对A级卵母细胞的要求是有3层以上卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均
匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称为裸卵，培养效果很差；D级是退
化或死亡的卵母细胞，应淘汰。A、B两类卵母细胞培养效果较好。
2.“试管牛”工厂化生产的技术流程图
胚胎移植与胚胎分割
1.胚胎移植的概念?
胚胎移植技术是指将经济价值较高，遗传性状优秀的母畜，经过 处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的 分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术，因此胚胎移植也被称做“借腹怀胎”。
2.胚胎分割?
胚胎分割是指借助显微操作技术将 切割成几等份，再移植到
中发育，产生同卵多仔后代的技术。胚胎分割可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。
1.在胚胎移植操作中,怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致 例如,供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置应与在供体内的位置相同或相似吗？?
提示 应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。因此，必须做到供、受体的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。?
2.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？?
提示 胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件是否一致密切相关。只有供、受体生理环境高度一致， 移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
3.用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？?
提示 胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。 可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。 经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。 通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。 可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。
4.对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？?
提示 细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
提醒 试管婴儿（动物）技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的。
胚胎干细胞
衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征
衰老细胞 癌细胞 胚胎干细胞
细胞膜 透性改变 糖蛋白减少，黏着性降低，易扩散 无改变
细胞 体积 水分减少，细胞萎缩，体积减少 细胞小 细胞小
细胞核 核体积增大，染色质收缩 正常 核大、核仁明显
形态 结构 改变 改变 正常
功能 因酶活性降低，代谢缓慢；因色素积累，影响信息交流 无限增殖，代谢旺盛 增殖但不分化
胚胎干细胞的培养：
胚胎工程的基本操作及应用
【例2】阅读以下材料并回答相关问题：?
中国首例体细胞克隆羊的胚胎移植后代——克隆牛“蓓蓓”产生于山东莱阳农学院动物胚胎工程中心实验场。克隆牛“蓓蓓”是采用最新的玻璃化超快速冷冻技术和超数排卵技术繁殖的新型克隆牛。克隆牛“蓓蓓”是我国利用胚胎移植成功繁殖的首例和第二例胎儿皮肤上皮克隆牛“康康”和“双双”的后代。我国研究人员首先对“双双”进行了超数排卵处理之后，从“双双”体内采集到13枚符合国际胚胎移植标准的可用胚胎。研究人员将这些标准胚胎经过玻璃化超快速冷冻处理后，移植到中国黑白花奶牛“梨花”的子宫内，结果获得妊娠。采用超数排卵技术会给畜牧业带来巨大的变革，会使良种克隆牛快速繁育得到实现，这一切将大大地带动畜牧业产业化的发展。?
（1）由材料可知，获得“蓓蓓”的生殖方式是 有性生殖 ，而克隆属于无性 生殖，因此材料中称克隆牛“蓓蓓”是 错误的 。
（2）根据材料简介，尝试完成产生“蓓蓓”的程序简图：?在体外受精前，要对精子进行获能处理，通常采用的体外获能方法有 培养法 和 化学诱导法 。程序简图中①是 促性腺 ；②是 冲卵 ；③是 胚胎的玻璃化超快速冷冻技术 。
（3）根据材料列举出你知道的产生“蓓蓓”的整个过程中用到的生物技术。
超数排卵技术、“冲卵”技术、胚胎的玻璃化超快速冷冻技术 。
（4）本材料中所介绍的生物知识，具有哪些积极的社会意义？
①加速育种工作和品种改良；②大量节省购买种畜的费用；③实现一胎多产；④充分发挥雌性优秀个体的繁殖能力；⑤“克隆”动物一样具有正常生殖能力，故可以为繁育优秀个体开辟新途径
解析 （1）对“双双”进行超数排卵处理，并通过配种或人工授精使之产生了多个胚胎，中间存在与有性生殖细胞的结合，故为有性生殖，而“克隆”的含义为无性繁殖，严格来讲，材料中的“克隆牛‘蓓蓓’”的说法是错误的。?
（2）对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法；对于牛、羊等家畜的精子通常采用化学法（化学诱导法）。①对动物做超数排卵处理一般注射促性腺激素；②胚胎在母体内发育一段时间后，用特制装置冲出并收集，这一过程叫“冲卵”，这里的“卵”实质指“早期胚胎”；③检查合格后，早期胚胎经玻
璃化超快速冷冻技术处理后进行移植。?
（3）材料中涉及到的产生“蓓蓓”所用的技术有超数排卵技术、胚胎的玻璃化超快速冷冻技术、“冲卵”技术。?
（4）胚胎移植技术具有广泛的社会意义：首先可以加速育种工作和品种改良，大量节省购买种畜的费用，其次能一胎多产，通过向受体中移植多枚胚胎，还可以充分发挥雌性优秀个体的繁殖能力，再有“克隆”动物也和正常有性生殖的个体一样具有正常的生殖能力。