2.3 胚胎工程课件 生物人教版(2019)选择性必修3(共97张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.3 胚胎工程课件 生物人教版(2019)选择性必修3(共97张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 21.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-28 22:25:42 | ||
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文档简介
(共97张PPT)
第2章 第3节胚胎工程
第1课时：胚胎工程的理论基础
问题·探讨
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。拥有人气
明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳
用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg(305 天)。引进一 头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率 很 低，一生约生育四五次。你有什么方案可以实现荷斯坦奶 牛的快速大量繁殖呢
核移植技术进行克隆
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良
种奶牛胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
1 . 概念：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。胚胎
工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 目 的
胚胎工程的概述
3 . 操作水平：主要集中在细胞水平上
2. 常用技术：
操作对象
问题·探讨
国家统计局数据显示，我国结婚登记女性的年龄占比中，35岁及以上非最
佳育龄妇女的占比正逐年增加。晚婚晚育与不孕不育增加的趋势也高度重 合。目前，我国育龄夫妇的不孕不育率已经攀升至约12%-18% 。这些夫 妇特别想要一个自已的孩子，有什么好的建议能让他们实现心愿么
1978年世界首例试 管婴儿露易丝.布朗
1988年中国首例 试管婴儿郑萌珠
试管婴儿
思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤
① 体外受精
②胚胎的早期培养
③胚胎移植
思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同
相同：都通过有性生殖产生；都要在母体子宫内
发育形成胎儿。
不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎
进行胚胎移植。
问题·探讨
中国首例试管婴儿
PART 二
受 精
二 受 精
1.概念： 精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
细胞膜的功能：进行细 细胞膜具有：一定的流动性
胞间信息交流
2.场所： 哺乳动物的输卵管内。
准备阶段1:精子获能
[准备阶段
3.过程 L准备阶段2:卵子的准备
受精阶段
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子(4个)
场所：睾丸内的曲细精管
时期： 从初情期开始直到生殖机能衰退
受 精
必修二减数分裂与受精作用
精子的形成过程
复 制 联会
间期
精原细胞
同源染色
体 分 离
前期I 中期I
初级精母细胞
(整个过程连续进行，不间断)
二
知识回顾
形成过程：
中期Ⅱ
次级精母细胞
精细胞 精子
着丝点
分裂
后期Ⅱ
前期Ⅱ
变 形
后即
二 受 精
精子的结构
头(细胞核——遗传物质的储存场所) 颈
线粒体鞘(线粒体——为精子运动提供能量)
尾(是精子代谢和运动的器官)
牛
猪
绵羊
马
▲图 2- 19 成熟精子和几种主要家畜的精子示意图 精子的形态：不同动物精子 形似蝌蚪，但其大 小略有不 同与动物体型大小无关。
注意： ①精子获能实质是指精子获得受精的“能力”,而不是获得能量。 ②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。
方 法：①利用雌性生殖道让精子受精。
②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。
常用有效成分：Ca + 载体、肝素等
二 受 精
准备阶段1—精子获能
尾部含有“9+2型”微管
精核
中段
线粒体
顶体(含有多
种水解酶)
中心体 细胞质
场所：雌性动物的卵巢中
时 期 ：胎儿性别分化到生殖机能衰退
形成过程： 分裂过程不连续，有两次暂停。
输卵管壶腹部
输卵管
子宫体
卵巢
子宫颈
受 精
知识回顾 2、卵子的发生
第二极体
第一极体
间 前
初级卵母细胞
中
次级卵母细胞
减数第一次分裂
减数第二次分裂
卵原细胞
卵细胞
四分体
联会
卵子
后
前
受 精
形成过程：卵细胞的形成是一个不连续的过程
胚胎期 出生后 青春期后
排卵
完成减
2n 2n 2n 2n 2n
卵原细胞 初级卵 初级卵
增殖分裂 母细胞 母细胞
精子进入后 完成减数第 二次分裂
停止在减 数第 一次 分裂前期
片
第一极体
次级卵 母细胞
数第一 次分裂
精子
卵子
2n
第一极体
卵丘细胞
卵母细胞核
透明带
卵母细胞膜
卵泡：由卵母细胞和
周围的卵泡细胞组成。
二 受 精
卵子： 一般指雌性动物的生殖细胞。
排卵：卵子从卵泡中排出。
(2)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。
(3)卵子成熟的场所：
排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟。
透明带
卵细胞膜
细胞核
第一极体
(4)卵子具备与精子受精能力的时期：MⅡ (减数第二次分裂中期)
二 受 精
准备阶段2—卵子的准备
(1)卵子一般在排出
后才能被精子穿入
2~3h
(1)机理： 卵子要在输 卵 筒进一步成熟，
刚排出的精子 无(“有”或“无”)受精 达 到减数第二次分裂中期 (M II
能力，必须在雌性动物生殖道内发生相应相 中 期 ) 时，才具备与精子受精的
应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 能力。
透明带
(2)获能的方法
卵细胞膜
直接利用 雌性动物生殖道_使精子获能；
核
将精子培养在人工配制的获能液中使其获能； (纺锤体一染色体复合物)
准备阶段
准备阶段2:卵子的准备
生物种类不同成分有差异；
常见有效成分有肝素、Ca + 载体等 。
第一极体
具备受精能力的卵子结构
二 受 精
准备阶段1: 精子获能
自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，回答以下问题
1.受精时，精子依次穿过了哪些结构
2.防止多精入卵的机制有哪些 这有什么意义
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化
4.卵细胞受精的标志是什么 受精完成的标志是
什么
受 精
二
1.精子穿越卵细胞膜外的结构
获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种
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。
2.精子接触卵细胞膜
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
二 受 精
受精阶段
透明带
卵细胞膜 核
第一极体
阻止多精入卵 的第一道屏障。
入透明带，发生透明带反应。
精子接触
卵细胞膜
3.精子进入卵细胞膜(精子入卵)
精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，精子
外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。
阻止多精入卵 的第二道屏障。
4.雌雄原核形成
精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂并形成一个新的核
膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核。
精子入卵后，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极
体后，形成雌原核。
二 受
受精阶段
雄原核
第一极体
雌原核
—放出第二极体
精
5.雌雄原核融合形成受精卵
雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此
靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的
合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵
的发育也就开始了。
受 精
受精阶段
雌、雄原 核靠近
二
核膜消失，第
一卵裂开始
精子释放多种酶
溶解膜外结构
精子触及卵细胞的瞬间，透 明带会迅速发生生理反应， 阻止后来的精子进入透明带
精子入卵后，卵细胞膜会立 即发生生理反应，拒绝其他 精子再进入卵内
精子入卵后，尾部脱离，原 有的核膜破裂并形成一个新 的核膜，最后形成一个比原 来精子的核还大的核——雄 原核
二 受 精
精子穿越卵细胞膜外
的结构，如透明带
精子接触卵细胞膜
精子形成雄原核、卵子 完成减数分裂Ⅱ, 释 放 第二极体，形成雌原核
透明带反应
精子入卵
防止多精入卵
的两个屏障
卵细胞膜反应
第一极体
放出的第二极体
雄原核
雌原核
总结
1)多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成 两个第二极体。 2)精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。
雄原核
雌雄原核充分发育后，相 向移动，彼此靠近，核膜 消失。这个含有两个染色 体组的合子就是受精卵。 受精过程结束后，受精卵 的发育也就开始了。
受精的标志：观察到两个极体或雌雄原核
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵。 第一次卵裂即将开始
受精完成的标志： 雌雄原核形成合子雌
受 精
二
两个极体
二 受 精
子的发生小结：
卵子发生在卵 巢内完成，正常情况下，1个卵泡只能形成1
个成熟的卵子
胚胎性别分化后，胎儿时期卵原细胞增殖，演变为初级卵母
细胞(形成卵泡)
动物排卵前后完成减数第一次分裂， 排卵是指卵子从卵泡中排出
二 受 精
子的发生小结
刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管
内进一步成熟(极体也进入)
*减数第二次分裂的中期，次级卵母与精子在输卵管内结合完成受精过
程
第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成
判 断 卵 子是否受精的重要标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到
2个极体
受 精
发生 时间 场所 子细胞 数目 变形
形状
精 子 初情期 以后 两次分裂连 续 ， 在睾丸曲细精管 4个 精子细胞 是
蝌蚪形
卵 子 胎儿时期 两次分裂不连续， 在卵巢和输卵管 1个卵细胞 2个极体 否
圆形
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 ； 精子是从初情期开始的
二 受 精
关于体内受精应注意的几个问题
(1)精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量；排卵是指卵子从卵 泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有 的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，
当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
(3)受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察 到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即 精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
A B C D
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，
分别是第一极体和第二极体
课堂练习
例.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子(C
)
PART 三
胚胎早期发育
1.胚胎发育的场所在哪里
2.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段
3.发育的每个阶段各有什么特征 精核
卵核
2. 受精
胚胎早期发育
自主阅读课本P58, 回答以下问题
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
滋养层
植入
三
4细胞期
8细胞期
囊胚
内细胞团
排卵 卵巢
4. 桑葚胚
2细胞期
卵裂
3.
胚胎早期发育
受精卵的早期分裂称为卵裂
①细胞分裂方式是有丝分裂
②细胞数目增 加
③ 胚胎总体积 不增加或略有减小
④ 每个细胞的体积_减 小
⑤胚胎总有机物 减小
⑥胚胎总DN A 数 增加
⑦ 每个细胞具有发育的全能性
内细胞团
透明带一
原肠腔
囊 胚
内胚层
原肠胚
卵裂期 4细胞
桑葚胚
8细胞
2细胞
外胚层
滋养层
囊胚腔
桑葚胚
概念：当卵裂产生的子 细胞逐渐形成致密的细 胞团，形似桑葚时，这 时的胚胎称为桑葚胚。
胚胎细胞数目在32个左右；胚胎形成致密的细胞团，形似桑葚；
该阶段前的每一个细胞均未分化，属于 全能胞。
胚胎早期发育
细胞开始出现分化，滋养 层 _ 将来发育成胎盘和胎膜；
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
细胞开始出现分化。
胚胎早期发育
透明带
滋养层
内细胞团
囊胚腔
囊胚
囊胚进一步扩大，会导致透明
带破裂，胚胎从其中伸展出来，
这一过程叫做孵化。
胚胎早期发育
内细胞团
透明带
囊胚腔
滋养层
囊胚
外胚层
中胚层
内胚层
原肠胚
囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞
形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。由原肠胚的
三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
胚胎早期发育
滋养层
原肠腔
胚胎早期发育
扩展：原肠胚三胚层的发育
外胚层：表皮及其附属结构、神
经系统、感觉器官
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、
骨骼、内脏器官外膜、循环系统、 排泄系统、生殖系统
内胚层：消化道、呼吸道上皮、
肝胰等腺体
中胚层 内胚层
外胚层
中胚层
内胚层
外胚层
受精卵
平滑肌
三 胚胎早拓展：了解胚后发育(幼体——成体)
受精后6星期，人 形已隐约可见。这时， 胚胎的心跳每分钟
140—150下.是母 亲心跳的两倍。
此时胎儿已长到20周， 他移动手臂，把手指放 在唇边，这可以促进它 对吮吸的反映。
人类胚胎第8周 时在子宫内的照
片
拓展了解——胚胎发育和个体发育
全能细胞
孵化
继续、幼 出生 分化 体 发育
原肠胚
外胚层
中胚层
内胚层(原肠腔)
胎后发育
受精卵→ 2细胞 →4细胞 →8细胞 →桑葚胚 囊胚
内细胞团
卵裂期
胚胎发育
滋养层细胞 囊胚腔
性成熟个体
细胞分化
个体发育
(1)胚胎发育的起点是受精卵的分裂，在输卵管内完成受精时即已开
始。
(2)卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加，但胚胎的总体积并不增加，
或略有缩小，因此每个细胞的体积会随着分裂的进行不断缩小， 但细胞核内遗传物质并未减少。(全能细胞)
(3)桑椹胚期：细胞未分化，全能细胞，是胚胎分割的最佳时期。
(4)囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化，聚集在胚胎一端，个体
较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；沿透明 带内壁扩展排列的、个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发 育成胎膜和胎盘。细胞全能性仍很高，也可用于胚胎分割
(5)原肠胚期：早期胚胎发育过程中分化程度最高的阶段。原肠胚时
期的细胞进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚层，发育成 神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构；下方的细胞形成内胚 层，发育成肝、胰等腺体，以及呼吸道、消化道上皮；滋养层则 发育为胎儿的胎膜和胎盘。(分化程度最高)
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天
发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3
桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4
10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4
16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5
4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6
囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5
8~16细胞
思考·讨论 P59 不同动物受精卵发育的比较
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
讨论相关问题(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天
发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3
桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4
10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4
16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5
4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6
囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5
8~16细胞
讨论2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什 么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下， 胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发 育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
P59 不同动物受精卵发育的比较
思考·讨论
胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精
和胚胎早期发育规律的基础上实现的。人们正是在认识了这些自然 规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成 熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试 管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。
讨论3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚
胎工程提供理论基础 请结合所学习的内容举例说明。
P59 不同动物受精卵发育的比较
思孝·讨论
课堂练习
4.图2-3-6表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
(1)写出各个阶段的名称：
A: 桑 葚 胚_,B:_ 囊胚 C: 原肠胚
(2)写出图中各标号的名称：
内细胞团 囊胚腔 外胚层 内胚层
(3)A时期的细胞具有_ 全 能 性，B时期开始出现细胞分化 ,C时期开始
出现胚层分化
(4)②将来发育成_ 胎儿的各种组织
准备阶段1—精子获能
准备阶段2—卵子的准备
精子穿越卵细胞膜外的结构
→ 精子接触卵细胞膜
精子入卵
受精
→ 雌、雄原核形成
→ 雌、雄原核靠近
卵裂
核膜消失，形成受精卵
桑葚胚
囊胚
原肠胚
课堂总结
受 精 胚胎早期发育
胚胎工程的理论基础
练习与应用(P59)
一 、概念检测
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
(1)在自然条件下，受精在子宫中完成。(× )
(2)精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。( )
(3)精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。(/ )
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是( A )
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
练习与应用(P59)
二 、拓展应用
1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下
来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
提示：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗 传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机
制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作 用，你还能提出其他问题吗
提示：出题的目的不是让学生准确地答出精子获能的机制和防止多精入卵的具体机制，而是鼓励有 兴趣的学生去查阅资料或请教专家，并引导他们去查阅相对专业的书籍，这是学习的深入过程。这 里涉及的问题，在普通生物学或者一般的细胞工程专著中可能找不到答案，需要查阅生殖生物学相 关书籍。通过查阅专业资料，学生能了解到，精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神 奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
第2课时：胚胎工程技术及其应
用
试管动物技术
1.概念：
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，再经过移植产生后代的技术。
2.过程：
受精卵早期胚 早期 胚胎
胎培养 胚胎 移植
“代孕” 母体
精子
卵子
体外 受精
幼体
体外受精
1.卵母细胞的收集和培养
吸卵针
超声波探头
阴道壁
体外受精胚胎
图3 - 11 牛卵巢。卵母细胞和体外受精巫胎
卵母细胞
超声波显示屏
图3- 10 牛活体采卵示意图
真空泵
牛卵母细胞
卵泡
卵巢
牛卵巢
思考·讨论
1.如何采集实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等的卵子
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，又叫(冲 卵 )。
2.如何采集大家畜或大型动物的卵子
从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
活体采卵：超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜直接从卵巢直接吸
取卵母细胞。
3.采集的卵子是否马上可以受精
不可以，体外培养至MII中期。
采集方法 适用范 围 采集过程 采集后 的操作
举例
输卵管 冲取法 实验动 物 利用促性腺激素促使雌性动 物排出更多的卵子，从输卵 管冲取卵子 可直接与获能的精 子在体外受精
小鼠、兔、
猪、羊等
已屠宰动物 卵巢内采集 大型动 物 或大家 畜 从已屠宰的雌性动物体内摘 取卵巢，再从卵巢中采集卵 母细胞 采集后的卵母细胞 都要在体外经过人 工培养成熟后，才 能与获能的精子受 精
牛
活体 采卵 借助超声波探测仪、内窥镜 或腹腔镜等仪器，直接从活 体动物卵巢中采集卵母细胞
卵母细胞采集和培养方法比较
(2)体外精子获能的方法：
培养法： 放入人工配制的获能液中
如：啮齿动物、家兔和猪等
放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187
溶液中
如：牛、羊等
化学诱导法：
获能方法 概念
适用动物
培养法 将精子放入人工配制的获能液中培养 ,使其获能
啮齿动物、家兔、
猪等
化学法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子 载体A23187溶液中，用化学药物诱 导精子获能
牛、羊等家畜
精子体外获能的方法
精子的采集和获能的区别
(1)精子的采集和获能是两个不同的过程。采集是人为地使
动物精子从体内射出然后收集，获能是将采集后的精子进行人
工处理，使其获得受精能力。
(2)采集和获能都需要一定的人工方法。采集的方法可以是
机械的，但获能必须在人工配制的获能液或化学药物中进行。
在获能溶液或专用
的受精溶液中完成受 精过程。
注 意 ：获能前，精子离心 处理的目的是，去除精清 中的抑制获能物质。
MII期
卵母细胞
获能精子
体外受精
3.受精
卵母细胞
卵果
图3- 14 哺乳动物体外受精示意图
卵母细胞 培养
新鲜或解冻的精液
MI 期卵母细胞
精子获能处理
精子离心处理
受精卵培养
体外受精
精子和卵子在体外受精后，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发育能力。
培养液成分： 有 机 盐、无机盐、维生素、激 素 、氨基酸、核苷酸、血 清
等
早期胚胎培养的培养液成分巧记为：
①“两盐”:无机盐和有机盐；②“两素”:维生素和激素；
③“两酸”:氨基酸和核苷酸；④水和血清。
胚胎的早期培养
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8~16个细胞阶段
培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存
牛、羊：
小鼠、家兔：
试管婴儿：
注：胚胎发育的主要场所是母体
不同动物胚胎移植时间不同
受精
精子获能
图3-15牛体外受精胚胎工厂化生产流程图
注获能液 成熟卵子
离心前离心后
保存剩余的卵子和精子的方法是什么
冷冻精子 将解冻精子离心分离
保温瓶中有救
(生理盐水
卵母细胞 成熟培养
从屠宰场 收集卵巢
检查卵 母细胞
二氧化碳培养箱
抽取卵 母细胞
受精卵检查
胚胎培养
解冻
二氧化碳培养箱作用：
1.起保温作用，使温度控制在合适范围内。 2.作为缓冲液，维持PH 值。
3.促进细胞分裂，促进呼吸作用。
用途
成分
植物组织培 养基
大量元素，微量元素，植物激素(生长素、细
胞分裂素等),蔗糖，维生素等
精子获能培 养液
人工配制的获能溶液； 一定浓度的肝素或钙
离子载体A23187溶液
动物细胞培 养液
糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因
子、血清、血浆等
早期胚胎培 养液
无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、
核苷酸、血清等
深化拓 展
1. 几种培养液(基)成分的比较
难点深度剖析
项目 动 物 胚 胎 培 养 液
动 物 细 胞 培 养 液
盐类 无 机 盐 、 有 机 盐
无 机 盐 、 微 量 元 素
营养物质 氨 基 酸 、 核 苷 酸
糖 、 氨 基 酸
调节物质 维 生 素 、 激 素
促 生 长 因 子
特有成分 血清
血 清 、 血 浆
(2)二者培养所依据的原理不同
动物胚胎培养依据细胞生长、繁殖和分化，而动物细胞培养依
据细胞的生长、繁殖。
2. 胚胎早期培养与动物细胞培养的不同点
(1)二者培养液成分不同
[提醒] (1)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂：促性腺
激素是肽类化合物，饲喂会因消化道的消化作用而失去原有的
效 用 。
(2)精子获能处理前应离心处理：精液由精子和精清两部分组成
精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下， 精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理，目的 是除去精清以利于精子获能。
资料1荷斯坦奶牛产奶量很高，但成年荷斯坦奶牛售价
十分高昂。
资料2牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当
的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多 1000倍左右。公牛产生的精子数目就更多了。
你能结合所学知识，提出繁育良种
奶牛的思路吗
胚胎移植
胚胎移植：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精
及其他方式得到的胚胎，移植到同 种的 、生理状态相
同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
胚胎的来源：
动物体细胞核移植
体外受精
转基因
胚胎移植的生理学基础
同 种动物发 情排卵后，在一段时间内供体、受体具有相
同的生理环境；
早期胚胎一定时间内处于游离状态；
同种动物之间基本上不发生免疫排斥反应；
胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系，但遗传特性不 受受体的影响。
生理学基础
意义
同种动物的供体和受体排卵后， 生殖器官的生理变化是相同的
为供体的胚胎移入受体提供相同 的 生 理 环境。
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，而是处于游离 状 态 。
为胚胎的收集提供了可能
受体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
供体胚胎可与受体子宫建立正常 的 生理 和组织 联系，但其 遗传特性 不受影响。
为移植后的胚胎继续发育
提供了营养等方面的保障
胚胎移植的生理学基础
胚胎移植
胚胎移植示意图
正常繁殖或三个月后做另一次移植
Inprianancyopnohotmarspanlnbon in3 months
移植胚胎
0o Taosplanbon
教集胚胎
Enbyo colbction
同期发情
Syrchronzizon
超数排卵 Superowulation
发情配种
neomncbon
优质供体
Ouoity Dooot
优秀公牛
Lxcrlant Bul
受体母中
Reslpens
有价值的后音
发情
供体：遗传性能和生产性能优秀的个体。
受体：健康和正常繁殖能力的个体。
处理：同期发情
具体做法：注射相关激素(孕激素)
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、 受体母畜的发情时间一致。
1.胚胎移植的基本程序
①对供体、受体进行选择
> 供 体 ：提供胚胎的个体。
>受体：接受胚胎的个体。
③配种或人工授精
精子来源：同种优良的雄性
动物。
②超数排卵
具体做法：注射促性腺激素
④胚胎的收集
在配种或输精后第7天，
用特制的冲卵装置，把供
体母牛子宫内的胚胎冲洗
出来(也叫冲卵)
冲卵是把母牛的卵子冲出来吗
不是，冲卵是将供体母畜体
内的胚胎冲出来。
收集瓶
此时胚胎处于什么时期
检查胚胎的发育状况，
处于桑椹胚或囊胚时期
⑤对胚胎进行质量检查
你知道检查的目的吗
⑥胚胎的保存或移植
目前应用比较广泛的是程序冷冻法和玻璃化冷冻法.
将胚胎和冷冻液装入冷冻管中，经过慢速(第2-3天的胚胎)和快速(第5-6天的囊胚
)两种降温方式使胚胎能静止下来并可在-196度的液氮中保存的一种方法。
⑦胚胎的移植
方法一：手术法
引出受体子宫和卵巢，将胚胎
注入子宫角，缝合创口。
方法二：非手术法
将装有胚胎的移植管送入受体
母牛子宫的相应部位，注入胚胎。
非 手 术 法 移 胚
手 术 法 移 胚
⑧对受体母 牛进行是否 妊娠的检查
对受体母牛进行是否妊娠的检查
受 体 母 牛 产 下 胚 胎 移 植 的 犊 牛
供体公牛→配种
冲卵
质量检查、培养
桑椹胚或囊胚
胚胎移植基本过程
选择 供体母牛 受体母牛
·同期发情处理
雌激素
超数排卵
胚胎移植
妊娠检查
分娩(胚胎移植的犊牛)
促性腺激素
两 次 激 素 使 用
第 一 次 ： 用 孕 激 素 对 受 、 供 体 进 行
同 期 发 情 处 理
第 二 次 ： 用 促 性 腺 激 素 处 理 使 供 体
超数排卵
两 次 检 查
第 一 次 ： 对 收 集 的 胚 胎 进 行 检 查
第 二 次 ： 对 受 体 母 畜 是 否 妊 娠 进 行
检 查
移 植 时 间 不 同
牛 、 羊 要 培 养 到 桑 椹 胚 或 囊 胚 丕 阶 段
小 鼠 、 家 兔 培 养 到 桑 椹 胚 前
几 乎 所 有 动 物 都 不 能 到 原 肠 胚 阶
段 移 植
繁 殖 方 式
胚 丕 胎 由 受 精 卵 形 成 ， 属 于 有 性 生 殖
胚 丕 胎 由 核 移 植 或 胚 胎 分 害 割 形 成 ， 属
于 无 性 生 殖
胚胎移植中的四个关键点
( 1 ) 排 卵 和 冲 卵 不 同：排 卵 是 指 卵 子 从 卵 泡 中 排 出 ，
冲 卵 是 把 供 体 母 牛 子 宫 内 的 早 期 胚 胎 冲 洗 出 来 。
核移植早期胚胎培养无性生殖
) 植 体外受精早期胚胎培养有性生殖
源及生 体 内 受 精 — → 冲 卵 — → 移 植 — → 有 性 生 殖
胎培养
胚 胎 移 植 — → 转 基 因 动 物 — → 有 性 生 殖
来
移
胚胎
( 2
殖方式 基 因 工 程 → 转 入 目 的 基 因 的 受 精 卵早期胚
重难突破 强化要点名师解惑
胚胎移植的三个易错点
( 3 ) 供 体 牛 和 受 体 牛 的 选 择 标 准 ： 供 体 是 遗 传 性 能 和
生 产 性 能 优 秀 的 个 体 ， 受 体 是 健 康 的 、 有 繁 殖 能 力 的 个 体，且二者必须是同一物种。
胚胎移植的现状及意义
1 ) 现 状：我国部分地区已进入生产应用阶段
2)意义：
A、充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
B、加速育种工作和品种改良
C、大量节省购买种畜的费用
D、人为生产双胎或多胎
E、保存品种资源和濒危物种
胚胎移植的实质
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件
下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生 改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。
试管动物
胚 胎 移 植 动 物
受 精 体外受精
体 内 自 然 受 精
获 取 生 殖 细 胞 从 供 体 获 得 卵 子 和 精 子
获 得 受 精 卵 或 胚
胎
试管动物与胚胎移植不同点：
项目 自 然 受 精 人工授精
体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物 交配完成 用 人 工 的 方 法 将 公 畜 的 精 液 注 入 母畜生殖道内，完 成受精
人 工 获 取 精
子 、 卵 子 ， 在
体 外 培 养 液 中 完 成 受 精 过 程
场所 不同 雌 性 动 物 输 卵管中 雌 性 动 物 输 卵 管 中
体 外 培 养 液 中
相同点 (1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程； (2)都是有性生殖
自然受精、人工授精和体外受精的异同点
深 化拓 展
难点深度剖析
二者都是有性生殖，人工受精和体外受精都需要人参与，但参与
具体任务不同。
①体外受精中，人的作用主要是采集精子和卵子，受精场所在体 外，即“试管动物”
②人工受精中，人的作用主要是将雄畜精子导入雌畜生殖道内，
受精场所在体内。
人工受精能更有效发挥公畜优良特性，体外受精能更有效发挥母
畜繁殖潜能。
体外受精与人工受精异同
项目 试管动物
克隆动物
技术原理或手 段 体外受精、早期胚胎 培养、胚胎移植
细胞核的全能性、核
移植、胚胎移植等
生殖方式 有性生殖
无性生殖
拓展：比较试管动物和克隆动物
(1)不同点
项目 试管动物 克隆动物
过程 良 种 雌 性 的 良 种 雄 性 卵 母 细 胞 的 精 子 卵 母 细 胞 精 子 体 体 外 培 养 外 获 能 体 外 受 精 ( 有 丝 分 裂 ) 受 精 卵 早期胚胎 ( 胚 胎 移 植 ) 雌 性 受 体 ( 提 供 子 宫 ) ↓(生产) 良种后代 黑面绵羊去 核卵母细胞 白面绵羊 乳腺细胞
核移植 重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植 另一头母绵羊的子宫 妊娠、出生 克 隆 绵 羊 “ 多 利 ”
遗传特点 继 承 了 双 亲 ( 提 供 精 子 和 卵 子 的 个 体 ) 的 遗传性状 全 部 性 状 几 乎 与 提 供 细 胞 核 的 亲 本 一 致
(2)相同点：两者都采用了胚胎移植技术和动物细胞培养技术。
试管动物与克隆动物的三个不同
(1) 起 点 不 同 ： 试 管 动 物 是 受 精 卵 ， 克 隆 动 物 是 经 核 移 植 后
的 重 组 细 胞 。
(2 ) 遗 传 来 源 不 同 ： 试 管 动 物 来 源 于 双 亲 ， 克 隆 动物 主 要 来
源 于 供 核 一 方 。
( 3 ) 生 殖 方 式 不 同 ： 试 管 动 物 为 有 性 生 殖 ， 克 隆 动 物 为 无 性
生 殖 。
胚胎分割
概 念 ： 采 用显微手术(机械方法)的方法将早期胚胎
分割成2等分胚，4等分胚或8等分胚，经体内或体 外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎 的技术。
实质：胚胎分割的动物后代具有 相同的遗传物质，其
实质是_动物的无性生殖即克隆_。
理论基础： 动物胚胎干细胞的全能性。
分割对象：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊
操作：用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，
注入预先准备好的空 透明带_ 中，或直接将裸半胚移植给受体。
主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。
操作注意事项：
① 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团 均等分割。
原因：
内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的能力强，少的部分发育受阻或发育 不良，甚至不能发育等问题。
②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功
率也越低。
早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，
细胞数目是有限的。
分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞
数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的 影响会更大。
因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢
复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
胚胎分割——性别鉴定
分割针 取样滋养层
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
做DNA 分
析性别鉴定
已知性别胚胎
分割针
内细庭团
图3-23 牛胚胎性别鉴定和分割示意图
胚胎移植
二分胚
早期胚胎的性别鉴定
1.核型分析法：即细胞遗传学方法。
方法 ：常采用切割胚， 一半用于鉴定性别， 一半用于冷冻或移植。
基本原理：是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检
查性染色体，根据染色体中期的谱带差异、Y 染色体的大小及形态
判断性别。
优 点 ：准确率达100%。
缺点：过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。
2.SRY-PCR鉴定法：
从早期胚胎中取出一个或几个
卵裂球，用特异性引物扩增SRY
基因，能够产生出扩增DNA片段
的胚胎即为雄性，反之为雌性。
SRY-PCR 法鉴定胚胎性别示意图
A.XX 型胚胎 B.XY 型胚胎
1 . 切取胚胎细胞(取样)2 . 提取DNA 3.扩 增SRY 片 段 4 .SRY 探针检测
5. 阴 性 6 . 阳 性
胚胎分割技术的缺陷
刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在
差异；
采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是
有限的。
胚胎分割技术的应用
为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。
04 课后练习
1.判断下列表述是否正确。
① 采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。(× )
② 经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。( × )
③进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品 种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
卵母细胞
精子
当地普通绵阳
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
杜泊羊
采集
采集
分娩
( 体外胚胎培养)
( 胚胎移植)
体外受精
早期胚胎
受精卵
(2)为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(3)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的 处理
要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。
04 课后练习
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品 种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
受精卵
体外胚胎培养
早期胚胎
体外受精
胚胎移植
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
卵母细胞
精子
当地普通绵阳
采集
采集
杜泊羊
分娩
04 课后练习
3.北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息 地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白 犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白 犀牛的精子。请回答下列问题。
(1)我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛 运用这些技术一 定能繁育成功吗 请说出你的理由。
可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育 北方白犀牛。运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技 术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。
(2)如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别
这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也 会下降。
第2章 第3节胚胎工程
第1课时：胚胎工程的理论基础
问题·探讨
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。拥有人气
明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳
用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg(305 天)。引进一 头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率 很 低，一生约生育四五次。你有什么方案可以实现荷斯坦奶 牛的快速大量繁殖呢
核移植技术进行克隆
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良
种奶牛胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。
1 . 概念：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。胚胎
工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 目 的
胚胎工程的概述
3 . 操作水平：主要集中在细胞水平上
2. 常用技术：
操作对象
问题·探讨
国家统计局数据显示，我国结婚登记女性的年龄占比中，35岁及以上非最
佳育龄妇女的占比正逐年增加。晚婚晚育与不孕不育增加的趋势也高度重 合。目前，我国育龄夫妇的不孕不育率已经攀升至约12%-18% 。这些夫 妇特别想要一个自已的孩子，有什么好的建议能让他们实现心愿么
1978年世界首例试 管婴儿露易丝.布朗
1988年中国首例 试管婴儿郑萌珠
试管婴儿
思考1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤
① 体外受精
②胚胎的早期培养
③胚胎移植
思考2.试管婴儿培育和正常怀孕有何异同
相同：都通过有性生殖产生；都要在母体子宫内
发育形成胎儿。
不同：受精作用在体外，在体外发育成早期胚胎
进行胚胎移植。
问题·探讨
中国首例试管婴儿
PART 二
受 精
二 受 精
1.概念： 精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
细胞膜的功能：进行细 细胞膜具有：一定的流动性
胞间信息交流
2.场所： 哺乳动物的输卵管内。
准备阶段1:精子获能
[准备阶段
3.过程 L准备阶段2:卵子的准备
受精阶段
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子(4个)
场所：睾丸内的曲细精管
时期： 从初情期开始直到生殖机能衰退
受 精
必修二减数分裂与受精作用
精子的形成过程
复 制 联会
间期
精原细胞
同源染色
体 分 离
前期I 中期I
初级精母细胞
(整个过程连续进行，不间断)
二
知识回顾
形成过程：
中期Ⅱ
次级精母细胞
精细胞 精子
着丝点
分裂
后期Ⅱ
前期Ⅱ
变 形
后即
二 受 精
精子的结构
头(细胞核——遗传物质的储存场所) 颈
线粒体鞘(线粒体——为精子运动提供能量)
尾(是精子代谢和运动的器官)
牛
猪
绵羊
马
▲图 2- 19 成熟精子和几种主要家畜的精子示意图 精子的形态：不同动物精子 形似蝌蚪，但其大 小略有不 同与动物体型大小无关。
注意： ①精子获能实质是指精子获得受精的“能力”,而不是获得能量。 ②精子获能的场所：雌性动物的生殖道。
方 法：①利用雌性生殖道让精子受精。
②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。
常用有效成分：Ca + 载体、肝素等
二 受 精
准备阶段1—精子获能
尾部含有“9+2型”微管
精核
中段
线粒体
顶体(含有多
种水解酶)
中心体 细胞质
场所：雌性动物的卵巢中
时 期 ：胎儿性别分化到生殖机能衰退
形成过程： 分裂过程不连续，有两次暂停。
输卵管壶腹部
输卵管
子宫体
卵巢
子宫颈
受 精
知识回顾 2、卵子的发生
第二极体
第一极体
间 前
初级卵母细胞
中
次级卵母细胞
减数第一次分裂
减数第二次分裂
卵原细胞
卵细胞
四分体
联会
卵子
后
前
受 精
形成过程：卵细胞的形成是一个不连续的过程
胚胎期 出生后 青春期后
排卵
完成减
2n 2n 2n 2n 2n
卵原细胞 初级卵 初级卵
增殖分裂 母细胞 母细胞
精子进入后 完成减数第 二次分裂
停止在减 数第 一次 分裂前期
片
第一极体
次级卵 母细胞
数第一 次分裂
精子
卵子
2n
第一极体
卵丘细胞
卵母细胞核
透明带
卵母细胞膜
卵泡：由卵母细胞和
周围的卵泡细胞组成。
二 受 精
卵子： 一般指雌性动物的生殖细胞。
排卵：卵子从卵泡中排出。
(2)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。
(3)卵子成熟的场所：
排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟。
透明带
卵细胞膜
细胞核
第一极体
(4)卵子具备与精子受精能力的时期：MⅡ (减数第二次分裂中期)
二 受 精
准备阶段2—卵子的准备
(1)卵子一般在排出
后才能被精子穿入
2~3h
(1)机理： 卵子要在输 卵 筒进一步成熟，
刚排出的精子 无(“有”或“无”)受精 达 到减数第二次分裂中期 (M II
能力，必须在雌性动物生殖道内发生相应相 中 期 ) 时，才具备与精子受精的
应生理变化后，才能获得受精能力的现象。 能力。
透明带
(2)获能的方法
卵细胞膜
直接利用 雌性动物生殖道_使精子获能；
核
将精子培养在人工配制的获能液中使其获能； (纺锤体一染色体复合物)
准备阶段
准备阶段2:卵子的准备
生物种类不同成分有差异；
常见有效成分有肝素、Ca + 载体等 。
第一极体
具备受精能力的卵子结构
二 受 精
准备阶段1: 精子获能
自主阅读课本P57“受精阶段”文字部分，回答以下问题
1.受精时，精子依次穿过了哪些结构
2.防止多精入卵的机制有哪些 这有什么意义
3.入卵后，精子和卵子发生了哪些变化
4.卵细胞受精的标志是什么 受精完成的标志是
什么
受 精
二
1.精子穿越卵细胞膜外的结构
获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种
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。
2.精子接触卵细胞膜
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
二 受 精
受精阶段
透明带
卵细胞膜 核
第一极体
阻止多精入卵 的第一道屏障。
入透明带，发生透明带反应。
精子接触
卵细胞膜
3.精子进入卵细胞膜(精子入卵)
精子与卵细胞膜接触时，立即被微绒毛抱合，精子
外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。
阻止多精入卵 的第二道屏障。
4.雌雄原核形成
精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂并形成一个新的核
膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核。
精子入卵后，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极
体后，形成雌原核。
二 受
受精阶段
雄原核
第一极体
雌原核
—放出第二极体
精
5.雌雄原核融合形成受精卵
雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此
靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的
合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵
的发育也就开始了。
受 精
受精阶段
雌、雄原 核靠近
二
核膜消失，第
一卵裂开始
精子释放多种酶
溶解膜外结构
精子触及卵细胞的瞬间，透 明带会迅速发生生理反应， 阻止后来的精子进入透明带
精子入卵后，卵细胞膜会立 即发生生理反应，拒绝其他 精子再进入卵内
精子入卵后，尾部脱离，原 有的核膜破裂并形成一个新 的核膜，最后形成一个比原 来精子的核还大的核——雄 原核
二 受 精
精子穿越卵细胞膜外
的结构，如透明带
精子接触卵细胞膜
精子形成雄原核、卵子 完成减数分裂Ⅱ, 释 放 第二极体，形成雌原核
透明带反应
精子入卵
防止多精入卵
的两个屏障
卵细胞膜反应
第一极体
放出的第二极体
雄原核
雌原核
总结
1)多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成 两个第二极体。 2)精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。
雄原核
雌雄原核充分发育后，相 向移动，彼此靠近，核膜 消失。这个含有两个染色 体组的合子就是受精卵。 受精过程结束后，受精卵 的发育也就开始了。
受精的标志：观察到两个极体或雌雄原核
雌、雄原核靠近
核膜消失，形成受精卵。 第一次卵裂即将开始
受精完成的标志： 雌雄原核形成合子雌
受 精
二
两个极体
二 受 精
子的发生小结：
卵子发生在卵 巢内完成，正常情况下，1个卵泡只能形成1
个成熟的卵子
胚胎性别分化后，胎儿时期卵原细胞增殖，演变为初级卵母
细胞(形成卵泡)
动物排卵前后完成减数第一次分裂， 排卵是指卵子从卵泡中排出
二 受 精
子的发生小结
刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管
内进一步成熟(极体也进入)
*减数第二次分裂的中期，次级卵母与精子在输卵管内结合完成受精过
程
第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成
判 断 卵 子是否受精的重要标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到
2个极体
受 精
发生 时间 场所 子细胞 数目 变形
形状
精 子 初情期 以后 两次分裂连 续 ， 在睾丸曲细精管 4个 精子细胞 是
蝌蚪形
卵 子 胎儿时期 两次分裂不连续， 在卵巢和输卵管 1个卵细胞 2个极体 否
圆形
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 ； 精子是从初情期开始的
二 受 精
关于体内受精应注意的几个问题
(1)精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量；排卵是指卵子从卵 泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有 的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，
当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
(3)受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察 到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即 精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
A B C D
透明带和卵细胞膜之间的两个极体是不同的，
分别是第一极体和第二极体
课堂练习
例.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵子(C
)
PART 三
胚胎早期发育
1.胚胎发育的场所在哪里
2.胚胎发育过程主要包括哪几个阶段
3.发育的每个阶段各有什么特征 精核
卵核
2. 受精
胚胎早期发育
自主阅读课本P58, 回答以下问题
人卵细胞受精到受精卵卵裂后植入的过程
滋养层
植入
三
4细胞期
8细胞期
囊胚
内细胞团
排卵 卵巢
4. 桑葚胚
2细胞期
卵裂
3.
胚胎早期发育
受精卵的早期分裂称为卵裂
①细胞分裂方式是有丝分裂
②细胞数目增 加
③ 胚胎总体积 不增加或略有减小
④ 每个细胞的体积_减 小
⑤胚胎总有机物 减小
⑥胚胎总DN A 数 增加
⑦ 每个细胞具有发育的全能性
内细胞团
透明带一
原肠腔
囊 胚
内胚层
原肠胚
卵裂期 4细胞
桑葚胚
8细胞
2细胞
外胚层
滋养层
囊胚腔
桑葚胚
概念：当卵裂产生的子 细胞逐渐形成致密的细 胞团，形似桑葚时，这 时的胚胎称为桑葚胚。
胚胎细胞数目在32个左右；胚胎形成致密的细胞团，形似桑葚；
该阶段前的每一个细胞均未分化，属于 全能胞。
胚胎早期发育
细胞开始出现分化，滋养 层 _ 将来发育成胎盘和胎膜；
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
细胞开始出现分化。
胚胎早期发育
透明带
滋养层
内细胞团
囊胚腔
囊胚
囊胚进一步扩大，会导致透明
带破裂，胚胎从其中伸展出来，
这一过程叫做孵化。
胚胎早期发育
内细胞团
透明带
囊胚腔
滋养层
囊胚
外胚层
中胚层
内胚层
原肠胚
囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞
形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。由原肠胚的
三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
胚胎早期发育
滋养层
原肠腔
胚胎早期发育
扩展：原肠胚三胚层的发育
外胚层：表皮及其附属结构、神
经系统、感觉器官
中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、
骨骼、内脏器官外膜、循环系统、 排泄系统、生殖系统
内胚层：消化道、呼吸道上皮、
肝胰等腺体
中胚层 内胚层
外胚层
中胚层
内胚层
外胚层
受精卵
平滑肌
三 胚胎早拓展：了解胚后发育(幼体——成体)
受精后6星期，人 形已隐约可见。这时， 胚胎的心跳每分钟
140—150下.是母 亲心跳的两倍。
此时胎儿已长到20周， 他移动手臂，把手指放 在唇边，这可以促进它 对吮吸的反映。
人类胚胎第8周 时在子宫内的照
片
拓展了解——胚胎发育和个体发育
全能细胞
孵化
继续、幼 出生 分化 体 发育
原肠胚
外胚层
中胚层
内胚层(原肠腔)
胎后发育
受精卵→ 2细胞 →4细胞 →8细胞 →桑葚胚 囊胚
内细胞团
卵裂期
胚胎发育
滋养层细胞 囊胚腔
性成熟个体
细胞分化
个体发育
(1)胚胎发育的起点是受精卵的分裂，在输卵管内完成受精时即已开
始。
(2)卵裂期：细胞分裂使细胞数目增加，但胚胎的总体积并不增加，
或略有缩小，因此每个细胞的体积会随着分裂的进行不断缩小， 但细胞核内遗传物质并未减少。(全能细胞)
(3)桑椹胚期：细胞未分化，全能细胞，是胚胎分割的最佳时期。
(4)囊胚期：出现囊胚腔，细胞开始分化，聚集在胚胎一端，个体
较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；沿透明 带内壁扩展排列的、个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发 育成胎膜和胎盘。细胞全能性仍很高，也可用于胚胎分割
(5)原肠胚期：早期胚胎发育过程中分化程度最高的阶段。原肠胚时
期的细胞进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚层，发育成 神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构；下方的细胞形成内胚 层，发育成肝、胰等腺体，以及呼吸道、消化道上皮；滋养层则 发育为胎儿的胎膜和胎盘。(分化程度最高)
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天
发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3
桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4
10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4
16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5
4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6
囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5
8~16细胞
思考·讨论 P59 不同动物受精卵发育的比较
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异。请分析下表，
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高
马的胚胎进入子宫时，发育程度最高，它处于囊胚阶段
讨论相关问题(注：马牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间)
动物 种类 受精卵发育/h 进入子宫时发育 天数和发育阶段
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑棋胚 天
发育阶段
小鼠 24~38 38~50 50~60 60~70 68~80 3
桑棋胚
山羊 24~38 48~60 72 72~96 96~120 4
10~16细胞
绵羊 36~38 42 48 67~72 96 3~4
16细胞
猪 21~51 51~66 66~72 90~110 110~114 2~2.5
4~6细胞
马 24 30~36 50~60 72 98~106 6
囊胚
牛 27~42 44~65 46~90 96~120 120~144 4~5
8~16细胞
讨论2.将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什 么阶段的胚胎 如果换成牛又该怎样处理
小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。牛在自然情况下， 胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发 育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
P59 不同动物受精卵发育的比较
思考·讨论
胚胎工程的许多技术都是在了解了哺乳动物在自然条件下受精
和胚胎早期发育规律的基础上实现的。人们正是在认识了这些自然 规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成 熟，精子能在体外完成获能，获能的精子和培养成熟的卵子能在试 管内完成受精，获得的受精卵能在人工培养条件下继续发育等。
讨论3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚
胎工程提供理论基础 请结合所学习的内容举例说明。
P59 不同动物受精卵发育的比较
思孝·讨论
课堂练习
4.图2-3-6表示的是哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
(1)写出各个阶段的名称：
A: 桑 葚 胚_,B:_ 囊胚 C: 原肠胚
(2)写出图中各标号的名称：
内细胞团 囊胚腔 外胚层 内胚层
(3)A时期的细胞具有_ 全 能 性，B时期开始出现细胞分化 ,C时期开始
出现胚层分化
(4)②将来发育成_ 胎儿的各种组织
准备阶段1—精子获能
准备阶段2—卵子的准备
精子穿越卵细胞膜外的结构
→ 精子接触卵细胞膜
精子入卵
受精
→ 雌、雄原核形成
→ 雌、雄原核靠近
卵裂
核膜消失，形成受精卵
桑葚胚
囊胚
原肠胚
课堂总结
受 精 胚胎早期发育
胚胎工程的理论基础
练习与应用(P59)
一 、概念检测
1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。
(1)在自然条件下，受精在子宫中完成。(× )
(2)精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。( )
(3)精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。(/ )
2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是( A )
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
练习与应用(P59)
二 、拓展应用
1.精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下
来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
提示：细胞核和线粒体都是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗 传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的 除了教材中介绍的，防止多精入卵的机
制还有哪些 感兴趣的话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作 用，你还能提出其他问题吗
提示：出题的目的不是让学生准确地答出精子获能的机制和防止多精入卵的具体机制，而是鼓励有 兴趣的学生去查阅资料或请教专家，并引导他们去查阅相对专业的书籍，这是学习的深入过程。这 里涉及的问题，在普通生物学或者一般的细胞工程专著中可能找不到答案，需要查阅生殖生物学相 关书籍。通过查阅专业资料，学生能了解到，精子获能的机制很神奇，防止多精入卵的机制同样神 奇而且非常复杂，这都是机体在长期进化的过程中形成的、用来保障本物种延续的机制。
第2课时：胚胎工程技术及其应
用
试管动物技术
1.概念：
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，再经过移植产生后代的技术。
2.过程：
受精卵早期胚 早期 胚胎
胎培养 胚胎 移植
“代孕” 母体
精子
卵子
体外 受精
幼体
体外受精
1.卵母细胞的收集和培养
吸卵针
超声波探头
阴道壁
体外受精胚胎
图3 - 11 牛卵巢。卵母细胞和体外受精巫胎
卵母细胞
超声波显示屏
图3- 10 牛活体采卵示意图
真空泵
牛卵母细胞
卵泡
卵巢
牛卵巢
思考·讨论
1.如何采集实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等的卵子
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，又叫(冲 卵 )。
2.如何采集大家畜或大型动物的卵子
从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
活体采卵：超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜直接从卵巢直接吸
取卵母细胞。
3.采集的卵子是否马上可以受精
不可以，体外培养至MII中期。
采集方法 适用范 围 采集过程 采集后 的操作
举例
输卵管 冲取法 实验动 物 利用促性腺激素促使雌性动 物排出更多的卵子，从输卵 管冲取卵子 可直接与获能的精 子在体外受精
小鼠、兔、
猪、羊等
已屠宰动物 卵巢内采集 大型动 物 或大家 畜 从已屠宰的雌性动物体内摘 取卵巢，再从卵巢中采集卵 母细胞 采集后的卵母细胞 都要在体外经过人 工培养成熟后，才 能与获能的精子受 精
牛
活体 采卵 借助超声波探测仪、内窥镜 或腹腔镜等仪器，直接从活 体动物卵巢中采集卵母细胞
卵母细胞采集和培养方法比较
(2)体外精子获能的方法：
培养法： 放入人工配制的获能液中
如：啮齿动物、家兔和猪等
放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187
溶液中
如：牛、羊等
化学诱导法：
获能方法 概念
适用动物
培养法 将精子放入人工配制的获能液中培养 ,使其获能
啮齿动物、家兔、
猪等
化学法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子 载体A23187溶液中，用化学药物诱 导精子获能
牛、羊等家畜
精子体外获能的方法
精子的采集和获能的区别
(1)精子的采集和获能是两个不同的过程。采集是人为地使
动物精子从体内射出然后收集，获能是将采集后的精子进行人
工处理，使其获得受精能力。
(2)采集和获能都需要一定的人工方法。采集的方法可以是
机械的，但获能必须在人工配制的获能液或化学药物中进行。
在获能溶液或专用
的受精溶液中完成受 精过程。
注 意 ：获能前，精子离心 处理的目的是，去除精清 中的抑制获能物质。
MII期
卵母细胞
获能精子
体外受精
3.受精
卵母细胞
卵果
图3- 14 哺乳动物体外受精示意图
卵母细胞 培养
新鲜或解冻的精液
MI 期卵母细胞
精子获能处理
精子离心处理
受精卵培养
体外受精
精子和卵子在体外受精后，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发育能力。
培养液成分： 有 机 盐、无机盐、维生素、激 素 、氨基酸、核苷酸、血 清
等
早期胚胎培养的培养液成分巧记为：
①“两盐”:无机盐和有机盐；②“两素”:维生素和激素；
③“两酸”:氨基酸和核苷酸；④水和血清。
胚胎的早期培养
桑椹胚或囊胚阶段
可在更早的阶段移植
8~16个细胞阶段
培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存
牛、羊：
小鼠、家兔：
试管婴儿：
注：胚胎发育的主要场所是母体
不同动物胚胎移植时间不同
受精
精子获能
图3-15牛体外受精胚胎工厂化生产流程图
注获能液 成熟卵子
离心前离心后
保存剩余的卵子和精子的方法是什么
冷冻精子 将解冻精子离心分离
保温瓶中有救
(生理盐水
卵母细胞 成熟培养
从屠宰场 收集卵巢
检查卵 母细胞
二氧化碳培养箱
抽取卵 母细胞
受精卵检查
胚胎培养
解冻
二氧化碳培养箱作用：
1.起保温作用，使温度控制在合适范围内。 2.作为缓冲液，维持PH 值。
3.促进细胞分裂，促进呼吸作用。
用途
成分
植物组织培 养基
大量元素，微量元素，植物激素(生长素、细
胞分裂素等),蔗糖，维生素等
精子获能培 养液
人工配制的获能溶液； 一定浓度的肝素或钙
离子载体A23187溶液
动物细胞培 养液
糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因
子、血清、血浆等
早期胚胎培 养液
无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、
核苷酸、血清等
深化拓 展
1. 几种培养液(基)成分的比较
难点深度剖析
项目 动 物 胚 胎 培 养 液
动 物 细 胞 培 养 液
盐类 无 机 盐 、 有 机 盐
无 机 盐 、 微 量 元 素
营养物质 氨 基 酸 、 核 苷 酸
糖 、 氨 基 酸
调节物质 维 生 素 、 激 素
促 生 长 因 子
特有成分 血清
血 清 、 血 浆
(2)二者培养所依据的原理不同
动物胚胎培养依据细胞生长、繁殖和分化，而动物细胞培养依
据细胞的生长、繁殖。
2. 胚胎早期培养与动物细胞培养的不同点
(1)二者培养液成分不同
[提醒] (1)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂：促性腺
激素是肽类化合物，饲喂会因消化道的消化作用而失去原有的
效 用 。
(2)精子获能处理前应离心处理：精液由精子和精清两部分组成
精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下， 精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理，目的 是除去精清以利于精子获能。
资料1荷斯坦奶牛产奶量很高，但成年荷斯坦奶牛售价
十分高昂。
资料2牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当
的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多 1000倍左右。公牛产生的精子数目就更多了。
你能结合所学知识，提出繁育良种
奶牛的思路吗
胚胎移植
胚胎移植：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精
及其他方式得到的胚胎，移植到同 种的 、生理状态相
同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
胚胎的来源：
动物体细胞核移植
体外受精
转基因
胚胎移植的生理学基础
同 种动物发 情排卵后，在一段时间内供体、受体具有相
同的生理环境；
早期胚胎一定时间内处于游离状态；
同种动物之间基本上不发生免疫排斥反应；
胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系，但遗传特性不 受受体的影响。
生理学基础
意义
同种动物的供体和受体排卵后， 生殖器官的生理变化是相同的
为供体的胚胎移入受体提供相同 的 生 理 环境。
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，而是处于游离 状 态 。
为胚胎的收集提供了可能
受体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
供体胚胎可与受体子宫建立正常 的 生理 和组织 联系，但其 遗传特性 不受影响。
为移植后的胚胎继续发育
提供了营养等方面的保障
胚胎移植的生理学基础
胚胎移植
胚胎移植示意图
正常繁殖或三个月后做另一次移植
Inprianancyopnohotmarspanlnbon in3 months
移植胚胎
0o Taosplanbon
教集胚胎
Enbyo colbction
同期发情
Syrchronzizon
超数排卵 Superowulation
发情配种
neomncbon
优质供体
Ouoity Dooot
优秀公牛
Lxcrlant Bul
受体母中
Reslpens
有价值的后音
发情
供体：遗传性能和生产性能优秀的个体。
受体：健康和正常繁殖能力的个体。
处理：同期发情
具体做法：注射相关激素(孕激素)
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、 受体母畜的发情时间一致。
1.胚胎移植的基本程序
①对供体、受体进行选择
> 供 体 ：提供胚胎的个体。
>受体：接受胚胎的个体。
③配种或人工授精
精子来源：同种优良的雄性
动物。
②超数排卵
具体做法：注射促性腺激素
④胚胎的收集
在配种或输精后第7天，
用特制的冲卵装置，把供
体母牛子宫内的胚胎冲洗
出来(也叫冲卵)
冲卵是把母牛的卵子冲出来吗
不是，冲卵是将供体母畜体
内的胚胎冲出来。
收集瓶
此时胚胎处于什么时期
检查胚胎的发育状况，
处于桑椹胚或囊胚时期
⑤对胚胎进行质量检查
你知道检查的目的吗
⑥胚胎的保存或移植
目前应用比较广泛的是程序冷冻法和玻璃化冷冻法.
将胚胎和冷冻液装入冷冻管中，经过慢速(第2-3天的胚胎)和快速(第5-6天的囊胚
)两种降温方式使胚胎能静止下来并可在-196度的液氮中保存的一种方法。
⑦胚胎的移植
方法一：手术法
引出受体子宫和卵巢，将胚胎
注入子宫角，缝合创口。
方法二：非手术法
将装有胚胎的移植管送入受体
母牛子宫的相应部位，注入胚胎。
非 手 术 法 移 胚
手 术 法 移 胚
⑧对受体母 牛进行是否 妊娠的检查
对受体母牛进行是否妊娠的检查
受 体 母 牛 产 下 胚 胎 移 植 的 犊 牛
供体公牛→配种
冲卵
质量检查、培养
桑椹胚或囊胚
胚胎移植基本过程
选择 供体母牛 受体母牛
·同期发情处理
雌激素
超数排卵
胚胎移植
妊娠检查
分娩(胚胎移植的犊牛)
促性腺激素
两 次 激 素 使 用
第 一 次 ： 用 孕 激 素 对 受 、 供 体 进 行
同 期 发 情 处 理
第 二 次 ： 用 促 性 腺 激 素 处 理 使 供 体
超数排卵
两 次 检 查
第 一 次 ： 对 收 集 的 胚 胎 进 行 检 查
第 二 次 ： 对 受 体 母 畜 是 否 妊 娠 进 行
检 查
移 植 时 间 不 同
牛 、 羊 要 培 养 到 桑 椹 胚 或 囊 胚 丕 阶 段
小 鼠 、 家 兔 培 养 到 桑 椹 胚 前
几 乎 所 有 动 物 都 不 能 到 原 肠 胚 阶
段 移 植
繁 殖 方 式
胚 丕 胎 由 受 精 卵 形 成 ， 属 于 有 性 生 殖
胚 丕 胎 由 核 移 植 或 胚 胎 分 害 割 形 成 ， 属
于 无 性 生 殖
胚胎移植中的四个关键点
( 1 ) 排 卵 和 冲 卵 不 同：排 卵 是 指 卵 子 从 卵 泡 中 排 出 ，
冲 卵 是 把 供 体 母 牛 子 宫 内 的 早 期 胚 胎 冲 洗 出 来 。
核移植早期胚胎培养无性生殖
) 植 体外受精早期胚胎培养有性生殖
源及生 体 内 受 精 — → 冲 卵 — → 移 植 — → 有 性 生 殖
胎培养
胚 胎 移 植 — → 转 基 因 动 物 — → 有 性 生 殖
来
移
胚胎
( 2
殖方式 基 因 工 程 → 转 入 目 的 基 因 的 受 精 卵早期胚
重难突破 强化要点名师解惑
胚胎移植的三个易错点
( 3 ) 供 体 牛 和 受 体 牛 的 选 择 标 准 ： 供 体 是 遗 传 性 能 和
生 产 性 能 优 秀 的 个 体 ， 受 体 是 健 康 的 、 有 繁 殖 能 力 的 个 体，且二者必须是同一物种。
胚胎移植的现状及意义
1 ) 现 状：我国部分地区已进入生产应用阶段
2)意义：
A、充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
B、加速育种工作和品种改良
C、大量节省购买种畜的费用
D、人为生产双胎或多胎
E、保存品种资源和濒危物种
胚胎移植的实质
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件
下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生 改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。
试管动物
胚 胎 移 植 动 物
受 精 体外受精
体 内 自 然 受 精
获 取 生 殖 细 胞 从 供 体 获 得 卵 子 和 精 子
获 得 受 精 卵 或 胚
胎
试管动物与胚胎移植不同点：
项目 自 然 受 精 人工授精
体外受精
不 同 点 过程 不同 雌雄动物 交配完成 用 人 工 的 方 法 将 公 畜 的 精 液 注 入 母畜生殖道内，完 成受精
人 工 获 取 精
子 、 卵 子 ， 在
体 外 培 养 液 中 完 成 受 精 过 程
场所 不同 雌 性 动 物 输 卵管中 雌 性 动 物 输 卵 管 中
体 外 培 养 液 中
相同点 (1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程； (2)都是有性生殖
自然受精、人工授精和体外受精的异同点
深 化拓 展
难点深度剖析
二者都是有性生殖，人工受精和体外受精都需要人参与，但参与
具体任务不同。
①体外受精中，人的作用主要是采集精子和卵子，受精场所在体 外，即“试管动物”
②人工受精中，人的作用主要是将雄畜精子导入雌畜生殖道内，
受精场所在体内。
人工受精能更有效发挥公畜优良特性，体外受精能更有效发挥母
畜繁殖潜能。
体外受精与人工受精异同
项目 试管动物
克隆动物
技术原理或手 段 体外受精、早期胚胎 培养、胚胎移植
细胞核的全能性、核
移植、胚胎移植等
生殖方式 有性生殖
无性生殖
拓展：比较试管动物和克隆动物
(1)不同点
项目 试管动物 克隆动物
过程 良 种 雌 性 的 良 种 雄 性 卵 母 细 胞 的 精 子 卵 母 细 胞 精 子 体 体 外 培 养 外 获 能 体 外 受 精 ( 有 丝 分 裂 ) 受 精 卵 早期胚胎 ( 胚 胎 移 植 ) 雌 性 受 体 ( 提 供 子 宫 ) ↓(生产) 良种后代 黑面绵羊去 核卵母细胞 白面绵羊 乳腺细胞
核移植 重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植 另一头母绵羊的子宫 妊娠、出生 克 隆 绵 羊 “ 多 利 ”
遗传特点 继 承 了 双 亲 ( 提 供 精 子 和 卵 子 的 个 体 ) 的 遗传性状 全 部 性 状 几 乎 与 提 供 细 胞 核 的 亲 本 一 致
(2)相同点：两者都采用了胚胎移植技术和动物细胞培养技术。
试管动物与克隆动物的三个不同
(1) 起 点 不 同 ： 试 管 动 物 是 受 精 卵 ， 克 隆 动 物 是 经 核 移 植 后
的 重 组 细 胞 。
(2 ) 遗 传 来 源 不 同 ： 试 管 动 物 来 源 于 双 亲 ， 克 隆 动物 主 要 来
源 于 供 核 一 方 。
( 3 ) 生 殖 方 式 不 同 ： 试 管 动 物 为 有 性 生 殖 ， 克 隆 动 物 为 无 性
生 殖 。
胚胎分割
概 念 ： 采 用显微手术(机械方法)的方法将早期胚胎
分割成2等分胚，4等分胚或8等分胚，经体内或体 外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎 的技术。
实质：胚胎分割的动物后代具有 相同的遗传物质，其
实质是_动物的无性生殖即克隆_。
理论基础： 动物胚胎干细胞的全能性。
分割对象：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊
操作：用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，
注入预先准备好的空 透明带_ 中，或直接将裸半胚移植给受体。
主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。
操作注意事项：
① 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团 均等分割。
原因：
内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的能力强，少的部分发育受阻或发育 不良，甚至不能发育等问题。
②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功
率也越低。
早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，
细胞数目是有限的。
分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞
数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的 影响会更大。
因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢
复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
胚胎分割——性别鉴定
分割针 取样滋养层
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
做DNA 分
析性别鉴定
已知性别胚胎
分割针
内细庭团
图3-23 牛胚胎性别鉴定和分割示意图
胚胎移植
二分胚
早期胚胎的性别鉴定
1.核型分析法：即细胞遗传学方法。
方法 ：常采用切割胚， 一半用于鉴定性别， 一半用于冷冻或移植。
基本原理：是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检
查性染色体，根据染色体中期的谱带差异、Y 染色体的大小及形态
判断性别。
优 点 ：准确率达100%。
缺点：过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。
2.SRY-PCR鉴定法：
从早期胚胎中取出一个或几个
卵裂球，用特异性引物扩增SRY
基因，能够产生出扩增DNA片段
的胚胎即为雄性，反之为雌性。
SRY-PCR 法鉴定胚胎性别示意图
A.XX 型胚胎 B.XY 型胚胎
1 . 切取胚胎细胞(取样)2 . 提取DNA 3.扩 增SRY 片 段 4 .SRY 探针检测
5. 阴 性 6 . 阳 性
胚胎分割技术的缺陷
刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在
差异；
采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是
有限的。
胚胎分割技术的应用
为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。
04 课后练习
1.判断下列表述是否正确。
① 采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。(× )
② 经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。( × )
③进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品 种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
卵母细胞
精子
当地普通绵阳
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
杜泊羊
采集
采集
分娩
( 体外胚胎培养)
( 胚胎移植)
体外受精
早期胚胎
受精卵
(2)为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(3)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的 处理
要对采集到的卵母细胞进行成熟培养，对采集到的精子进行获能处理。
04 课后练习
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品 种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
受精卵
体外胚胎培养
早期胚胎
体外受精
胚胎移植
雌性杜泊羊
雄性杜泊羊
卵母细胞
精子
当地普通绵阳
采集
采集
杜泊羊
分娩
04 课后练习
3.北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息 地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白 犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白 犀牛的精子。请回答下列问题。
(1)我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛 运用这些技术一 定能繁育成功吗 请说出你的理由。
可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育 北方白犀牛。运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技 术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。
(2)如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别
这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也 会下降。