高中生物选修三课件：专题3胚胎工程 (共111张PPT) - 最新
文档属性
| 名称 | 高中生物选修三课件：专题3胚胎工程 (共111张PPT) - 最新 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2019-08-02 08:55:19 | ||
图片预览
文档简介
(共111张PPT)
专题3 胚胎工程
考纲要求
知识内容 要求
动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 Ⅰ
胚胎干细胞的移植 Ⅰ
胚胎工程的应用 Ⅱ
胚胎工程与必修教材相关知识的联系
1、精子和卵子的发生和减数分裂
2、哺乳动物胚胎发育和细胞增殖、细胞分化
3、精子和卵子的发生、超数排卵与同期发情和激素调节
4、胚胎干细胞和细胞全能性、细胞分化
旧知回顾：
1、什么叫受精作用？
2、精子和卵细胞是经过什么分裂产生的？
产生的场所在哪里？
3、原始生殖细胞是经过什么分裂产生的？
4、画出精原细胞的减数分裂的过程图。
胚胎工程的概念：
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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：胚胎移植、体外受精、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：1.生殖细胞的形成：生殖细胞分别由原始性细胞经过减数分裂而成的。 2.胚胎的发育：精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始。
一.精子和卵子的发生
（一）精子的发生
阅读课本P61-62的内容，思考并回答以下问题：
1、精子发生的场所和时间；
2、精子的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？
3、精子的形态及结构。
（1）发生场所：睾丸
（2）时间：
初情期——生殖机能衰老
1.精子的发生
精原细胞
有丝分裂
初级精母细胞
次级精母细胞
精子细胞
精子
MⅠ
第一阶段
第二阶段
第三阶段
MⅡ
精子发生的过程
多个精原细胞
染色体复制
变形
1个精原细胞（染色体数:2n）
1个初级精母细胞（染色体数:2n）
2个次级精母细胞（染色体数:n）
4个精子细胞（染色体数:n）
体细胞（染色体数:2n）
有丝分裂
细胞分化
间期：细胞体积增大、染色体复制
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：形成2个次级精母细胞
着丝点分裂，染色单体分离
4个2种精子（染色体数:n）
变形
减数第一次分裂
减数第二次分裂
精子细胞变形中的主要变化：
1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.细胞内其他物质——
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘膜(尾的基部)
原生质滴(球状,最后脱落)
不是。其一，在自然繁殖的条件下，是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
1、基因型为AaBb的某动物体内，处于有丝分裂中期的细胞和处于减数第二次分裂后期的细胞相比（ ）
A、基因型相同 B、染色体组数相同
C、同源染色体对数相同 D、DNA数目相同
2、在狗的精巢中，由A、T两种碱基参与构成的核苷酸共有X种；其DNA分子结构稳定性最低的时期在细胞周期的Y期；DNA复制出的2个DNA分子彼此分离发生在Z期。下列有关X、Y、Z的叙述正确的是（ ）
A、2、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
B、5、分裂间期、有丝分裂后期和减数第一次分裂后期
C、4、分裂前期、有丝分裂第一次和第二次分裂后期
D、3、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
（二）卵子的发生
阅读课本内容，思考并回答以下问题：
1、卵细胞发生的场所和时间；
2、卵细胞的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？
1、发生部位：卵巢和输卵管
2、时间：
卵原细胞和初级卵母细胞的形成在胚胎时期；（卵巢）
减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；（卵巢）
减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。（输卵管）
（放射冠）
动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝分裂增加其数量，演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡。
透明带：
卵泡：
卵母细胞＋卵泡细胞
卵母细胞与卵丘细胞间的1层厚膜（糖蛋白）
卵丘：
卵母细胞＋卵丘细胞
（属于卵泡细胞→放射冠）
黄体：
排卵后，由卵泡形成的富有血管的腺体样结构（分泌孕激素等）
卵子的发生
排“初级卵母细胞”或者“次级卵母细胞”
排卵：
卵子从卵泡排出，进入输卵管
河北儿童少年版P30图2-5卵巢和卵细胞的发生过程
卵原细胞
有丝分裂
多个卵原细胞
染色体复制
初级卵母细胞
MⅠ
第一极体
次级卵母细胞
两个第二极体
第二极体
卵子
退化消失
卵子发生过程
MⅡ
在卵巢中，排卵前后完成
进入输卵管，在受精过程完成
被卵泡细胞包围,形成卵泡
胎儿时期完成
生长，形成透明带和卵黄膜
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵
子是在输卵管内与精子受精的。
答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
答：是指卵子从卵泡中排出。
卵子受精的标志：
当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。
注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志
2.精子和卵子
发生的区别
雌雄原核融合，
形成合子（即核
融合形成受精卵）
睾丸的曲细精管（场所唯一）
卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）
初情期
性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前完成，减Ⅱ分裂在精子和卵子结合过程中完成
① MⅠ和MⅡ是连续的，需变形成蝌蚪状精子 ②细胞质均等分配
① MⅠ和 MⅡ是不连续的，不需变形，卵子是球状的 ②细胞质不均等分配
形成4个精子细胞
形成1个卵细胞和3个极体
① 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟过程均经一次复制和两次分裂④子细胞中的染色体数目减半
项目 精子发生 卵子发生
区别 场所
时间
过程特点
结果
相同点
巩固练习
1.下列不属于胚胎工程的是： （ ）
A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育
2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有 （ ）
A.1个 B.0或1个
C.2个 D.4个
D
B
3、排卵时，排出的细胞是（ ）
A.卵原细胞
B.初级卵母细胞
C.成熟卵细胞
D.初级卵母细胞或次级卵母细胞
4、卵子的成熟部位和受精部位分别是（ ）
A.卵巢、卵巢 B.卵巢、输卵管
C.输卵管、输卵管 D.输卵管、子宫
二、受精
（一）受精的概念：
是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
（二）场所：输卵管。
是不是所有动物的受精过程都发生在输卵管中？
３、过程
精卵识别
精子附着于卵膜
精卵质膜融合
同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物精卵才能结合的原因之一。
4、结果：受精卵形成
一)受精前的准备阶段:
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力
二)受精阶段:
1)精子穿越放射冠和透明带
顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞
透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障
2)精子进入卵黄膜
卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障
3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成
4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
穿过透明带：
形成受精卵：
精、卵相遇
顶体反应
顶体酶释放
顶体酶溶解透明带
接触透明带
穿越放射冠
溶解卵丘细胞 （放射冠）
穿越透明带
接触卵黄膜
产生透明带反应
形成第一道屏障（作用 ）
精子被微绒毛抱合
精子外膜与卵黄膜融合
精子进入卵
防止多个精子进入透明带
精子进入卵后
变化①
变化②
变化③
产生卵黄膜封闭作用
形成第二道屏障 （作用？）
尾部脱离核膜破裂
形成雄原核
形成雌原核
激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体
发育 移动 接触 合并
形成受精卵
防止多精入卵
3、意义
对于进行有性生殖的生物来说，通过减数分裂和受精作用可以维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；这对于生物的遗传和变异十分重要。
思考：
你认为受精卵中的遗传物质来自什么？
1、下列说法正确的是（ ）
A.成熟精子遇到卵子便可发生受精作用
B.排出成熟卵子细胞的过程即为排卵
C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D.卵子发生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的
2、下列有关排卵的叙述，正确的是（ ）
A.排卵是指卵泡从卵巢中排出
B.精子和卵子受精后发生排卵
C.排卵时已完成减数分裂，因此，排出的卵子仅含体细胞一半的遗传物质
D.排卵后卵子进入输卵管，准备与精子受精
受精后8天。受精卵完成"着陆",微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。
三、胚胎发育
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。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
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 。
1、个体发育的起点——受精卵
受精卵一形成就在输卵管内进行有丝分裂。
2、卵裂期——输卵管
分裂方式：有丝分裂；
细胞数目：
细胞体积：
胚胎总体积：
增加
变小
基本不变
受精卵在卵膜内完成发育，所需营养来自受精卵本身，故发育过程早期胚胎体积基本无变化
请你画出卵裂时期的：
胚胎体积变化与时间关系的曲线
细胞体积与时间
有机物含量与时间
细胞核DNA含量与时间
1、合子形成后开始发育，下列说法错误的是（ ）
A.在输卵管内进行有丝分裂
B.卵裂期细胞数目增加
C.卵裂期胚胎的总体积不增加
D.卵裂期每个细胞的体积不变
2、下列有关胚胎发育卵裂期的特点，描述正确的是（ ）
A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性
B.每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积增加
C.胚胎有机物总量增加，细胞核DNA量不断减少
D.所有细胞的相对表面积减小
设计实验验证青蛙早期胚胎发育过程中体积未增加。
1、实验原理：___________________
2、材料用具：新采集的青蛙受精卵若干粒、金鱼藻、池水、40%福尔马林溶液（杀死动物并有防腐作用）、放大镜、广口瓶等。
3、方法步骤：
第一步：取两个广口瓶，分别编号为1号和2号，1号瓶中注入2/3澄清的池水并放入一些金鱼藻；2号瓶注入等量的40%福尔马林溶液。
第二步：用放大镜观测新采集的青蛙受精卵，并记录其体积大小。
第三步：____________________
4、预期结果：___________________
5、讨论：本实验是如何设置对照的？__________
3、桑葚胚
细胞数目：32个左右；
细胞特点：
每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞。
你有方法证明吗？
囊胚期
滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质
内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成完整的胚胎
滋养层
内细胞团
囊胚腔
囊胚的形成——细胞开始分化
受精卵
第一次卵裂
第二次卵裂
第三次卵裂
桑椹胚
囊胚
原肠胚
———————内胚层——中胚层——原肠胚
胚的发育：
按照一定的
次序向内运动
受精卵——卵裂——囊胚
原肠胚的形成
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
：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，或略有减少。
：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
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
：最初发育在输卵管进行有丝分裂
三.胚胎发育
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
1、下列关于胚胎发育的叙述，正确的是（ ）
A.胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大
B.在桑椹胚阶段，胚胎内部出现空腔
C.原肠胚阶段的每一细胞都属于全能细胞
D.原肠胚阶段出现胚层分化
2、下列叙述正确的是（多选）（ ）
A．胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
B．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
C．哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D．早期胚胎发育到一定阶段才可从培养液取出向受体移植
3、右图表示蛙的受精卵发育至囊
胚过程中的某一变化，若横坐标
表示时间，则纵坐标可表示（ ）
A.有机物总量 B.每个细胞DNA含量
C.所有细胞体积之和
D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值
4、下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，各种量的变化趋势，其中正确的是（ ）（多选）
时间
DNA总量
时间
每个细胞体积
胚胎体积
有机物总量
时间
时间
5、取某哺乳动物的染色体DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞进行体外受精和早期胚胎培养。若不考虑染色体变异，下列关于该受精卵形成及其分裂所产生后代细胞的说法，错误的是（ ）（多选）
A.第二次卵裂结束使，最多有4个细胞带放射性
B.次级卵母细胞在受精作用过程中完成减数第二次分裂
C.取胚胎细胞制片观察，每个细胞内都可以看到染色体
D.获能的精子与卵子相遇，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？
资料分析<讨论>
答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。
答：马应选择囊胚阶段的胚胎。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。
胚胎工程的建立
一.胚胎移植技术的研究
胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可
缺少的基础环节。
二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。
三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞
培养等技术应运而生。
1999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康.
婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血.5年后，该妇女第二次怀孕，6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。
(1)血友病的遗传方式为：
(2)如果用B、b分别表示血友病基因和正常基因，则父亲、母亲的基因型分别是（ ）和（ ）。如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是（ ）
夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1－2个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植。最后一个移植成功。
根据资料回答下列问题
（1）试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕，生产婴儿的过程相同之处是：
不同之处是
都是通过有性生殖产生
都是在母体子宫内发育形成胎儿
二、体外受精和胚胎体外培养
体外受精
概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。
过程：
（1）精子的收集和获能；
（2）卵母细胞的收集和培养；
（3）获能精子和卵细胞的受精。
“试管动物”
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
体外受精
胚胎体外培养
概念：将受精卵在人工环境下培养成早期胚胎。
培养液：（不同时期成分不同）
水、无机盐、有机物、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。
胚胎培养比组织、细胞培养要难。
其他方式
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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
不同动物胚胎移植时间不同
桑椹胚阶段：牛、羊
8个或16细胞胚阶段：小鼠、家兔
4个细胞胚阶段：试管婴儿
目前由于无法进行全体外胚胎培养，胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的唯一方法。
（ P74 ）
胚胎工程中通过 、 和 等技术获得的胚胎，都必须 才能获得后代。因此， 技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
转基因
核移植
体外受精
移植给母体
胚胎移植
一、胚胎移植
1.概念:
将雌性动物的 ，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到 的、 的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
同种
生理状态相同
早期胚胎
胚胎的来源：
雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。
供体：提供胚胎的个体。
受体：接受胚胎的个体。
受体的条件：
同种、生理状态相同。
“试管婴儿”技术运用了（ ）
A.胚胎移植 B.组织培养
C.克隆技术 D.基因工程
讨论：你对新科技条件下出现的“借腹生子” 现象赞同吗？
（1）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕不育现象，而且可以帮助一些由于自身素质不良，如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲，实现得到亲生子女的愿望。
（2）不赞同。
给社会和人类伦理道德造成一定的冲击。
胚胎移植的意义
⑴加速育种工作和品种改良；
⑵大量节省购买种畜的费用；
⑶一胎多产；
⑷保存品种资源和濒危物种；
⑸可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。
供体和受体共同繁殖后代有什么好处？
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
供体的主要职能：
只产生具有优良遗传特性的胚胎，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加了供体一生繁殖的后代数量。
受体的职能：
担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务
1、供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理）
2、 配种或人工授精；
3、胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（-196OC的液氮）
4、胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）、非手术法（用移植管将其送入子宫）
5、对受体母畜进行是否妊娠的检查。
胚胎移植的基本程序
（1）对供体、受体进行选择
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。
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
（2）采集卵母细胞
方法：
超数排卵
具体做法：
注射促性腺激素
（3）配种或人工受精
精子来源：
同种优良的雄性动物。
（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（冲卵）。
（5）对胚胎进行质量检查
胚胎发育到桑椹胚或囊胚
（6）胚胎的保存或移植
-196OC的液氮保存
（7）胚胎的移植
方法一：手术法
方法二：非手术法
（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查
（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛
选择
供体母牛
受体母牛
……同期发情处理……
超数排卵
供体公牛
配种
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
胚胎移植的基本程序
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
准备移植的胚胎，移植到任何一头动物子宫内都能发育吗?
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功。
.
.
供体和受体之间进行胚胎移植时会不会发生免疫排斥反应?
同种动物之间基本上不排斥
能否直接从母体子宫内进行胚胎收集?为什么？
能。因为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，而是处于游离状态。
.
.
移植的胚胎能否保留供体双亲的特性?
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
胚胎移植的生理学基础
1.哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的。
为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境
2.哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态，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
3.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
4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎，其遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
2.胚胎移植成功与否的条件有哪些?
（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
1.胚胎移植成功的标志是什么?
移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩
思考与讨论:
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？
答案：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后一致，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。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？
正确。
课本P81思考与探究
（1）用文字完成流程图
①对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；③配种或人工授精；④收集胚胎；⑥胚胎移植；⑦对受体母畜进行是否妊娠的检查
（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？
供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力
在②中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛？
用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎
在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？
对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件
（3）哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？
第④步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵（早期胚胎）冲出来，而不是把卵子冲出来。
1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是( )
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛
3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是( )
A.受体是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应
C.受体与胚胎血液混融在一起
D.胚胎心肺功能都能正常运行
胚胎分割
1.概念:指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。
胚胎分割
优势:
可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
2.特点：
后代具有相同的遗传物质，
因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、理论基础
动物胚胎细胞的全能性。
所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。
4、选择的胚胎：
发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。
5、使用的主要仪器：
实体显微镜和显微操作仪。
6、具体操作
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。
7、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。
8、胚胎分割技术的缺陷
（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；
（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。
胚胎干细胞
2.特点:
1)形态:体积小.细胞核大,核仁明显
2)功能:具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞
3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞.
3.意义
ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一。
4.主要用途
(1)治疗人类的某些顽症
(2)培育出人造组织器官，用于器官移植
(3)是研究体外细胞分化的理想材料
胚胎干细胞培养
人类干细胞研究一直被认为是将来治愈许多顽疾的希望所在，但目前一些法规对此却限制极多。原因之一就是人类干细胞的培养依赖于一些动物细胞以及来源于动物的物质，而这可能带来难以预期的潜在医疗风险。人类干细胞具有所谓的多能性（pluripotency），意即它们有潜力分化成为人体中两百二十多种组织与细胞中的任一种。但这种多能性的维持十分困难，通常研究者需要让干细胞长在特定的基质上。
如今最常用的基质包括饲养细胞（feeder cell）——典型例子如老鼠的胚胎成纤维细胞（embryonic fibroblast）以及基质胶（Matrigel）——其制作原料来源于老鼠肿瘤。离开这些基质，干细胞通常在几天内就开始分化而失去多能性。
以下资料来自“科学松鼠会”
“问题在于从老鼠身上取得的细胞每批次间都存在着差异性，它们还会分泌一些我们目前还不清楚的因子。而干细胞对它们所处的环境是极为敏感的。”化工系兼生物医学工程系副教授Joerg Lahann说。这些未知的因子妨碍了研究者们去确定干细胞究竟在何种状况下分化，而这个问题对研发干细胞疗法极其关键。
“FDA（美国食品药品管理局）对这些难以确定的动物成分感到不安，而这也阻碍了（人类干细胞的）医疗应用。”Lahann说。
为此，Lahann，密西根大学医疗系统分子综合生理学兼妇产科系副教授Gary Smith，还有他们的同事们一起研制出了一种完全人工合成的高聚物作为干细胞生长基质。一种简称PMEDSAH的水溶性胶质附着于培养皿上后，可以连续培养25批次以上的干细胞。
“我们已经设计出一种完全人工合成、化学成分完全明确、性质长期稳定、没有批次间差异的水凝胶，”Smith说，“此外，我们已经确定它可以用于长期培养人类胚胎干细胞并维持它们的已知正常功能——包括正常的基因组成，不会自发分化，以及保持干细胞本身的多能性。换言之，它们仍能成为人体内的任一种细胞。”
feeder cell这种细胞有一个更通俗的名字，helper cell。做研究时常要把细胞从动物或者人体的组织中拿出来，让它们活在平皿（好像盘子）上，单独给它们下药，观察它们。动物的身体上有各种各样的细胞，有的细胞在盘子里相对容易活，只要给了合适的营养和酸碱就行，典型如上皮细胞、癌细胞；但也有很多种类，脱离了和隔壁细胞的交流、没有了隔壁细胞的滋养，自己就活不好，典型的比如神经细胞和干细胞。helper cell这个名字就是这么来的。把这种助手细胞先在盘子底下铺上一层，它们会往外分泌营养物质和其他生长因子，然后把娇气的干细胞放上边，那些细胞就能在滋养下生长。“饲养细胞”分泌的物质很复杂，科学家还没有完全搞明白究竟哪些物质起到了最紧要的滋养功能，甚至连“饲养细胞”究竟分泌了哪些物质其实都没完全明白。在操作上，很有意思，比如神经细胞。先在盘子（平皿）里趴上一层神经胶质细胞，然后找另一片小玻璃片（盖玻片），在三个角上点一点点蜡，然后在这一小片盖玻片上养你要的神经细胞，然后把这片小盖玻片倒扣在神经胶质细胞那层之上。点蜡的目的是，让盖玻片和盘子底之间有一点点距离，省得把神经细胞压扁了。而你的细胞又能充分享用神经胶质细胞分泌的营养和生长因子。
练习
A
1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
C
2.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ）
A.细胞分裂 B.细胞特化
C.细胞分化 D.细胞增殖
3.在胚胎移植中供体的主要职能（ ）
A.提供优良的供体基因
B.提供优良遗传特性的胚胎
C.提供卵细胞
D.提供精子
B
（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（ ）
A.同种生物 B.生理状态相同
C.雄性动物 D.雌性动物
ABD
(多选)胚胎移植技术目前主要应用与( )
A.解决某些不孕症者的生育问题
B.治疗某些遗传病
C.提高良种家畜的繁殖力
D.提高动物的抗病力
AC
干细胞，拯救还是摧毁生命 桔子帮小帮主 发表于 2009-02-04 10:41 |
幸运的精子吹着占领新天地的号角攻破卵细胞，将她变成一颗受精卵；受精卵被吵醒，慌里慌张地分裂，一变二、二变四，仅4、5天便积累了100多颗细胞，成为一团“囊胚”。如果它能安全着陆于妈妈的子宫，几星期以后即可化为人形——这是囊胚在大多数情况下的命运。
个别时候，这团细胞球也可能被生物学家相中，走上一条不归路：生物学家用杀鸡取卵的方式得到其内层的一团特殊细胞，将它们平摊在培养皿里。尽管增殖的行为受到充分滋养，这些特殊细胞却被迫保持幼年的体态，直到有朝一日接受指令方可继续变为上皮、神经、肌肉等特化细胞——这些能够“永葆青春”的特殊细胞，便是在当今生物学界和政坛赚足眼球的胚胎干细胞。
高调出生
胚胎干细胞具有全能性，这从一个婴儿如何被从无到有打造出来可见一斑；被科学家单独拎出来后，它们仍旧保持了健全的分化潜能，经正确诱导，能变为人体220种细胞的任意一种。人们自然地想到，如果能用这些全能细胞替补人体在疾病中丧失的老弱细胞，人们也许就不用再惧怕帕金森症、糖尿病、心脏病、脊柱损伤等细胞退行性疾病。
无人不知，胚胎干细胞可以为人类健康带来无可估量的贡献；但也无人怀疑，胚胎干细胞所引发的政治和伦理问题，正如它的科学问题一样高深复杂。
1998年，美国科学家Thomson成功分离出人类胚胎干细胞，打开了干细胞研究之门。他因此被尊为“干细胞研究之父”，被2008年《时代》杂志评为影响世界100人物之一。
但并不是所有人都这样认为。
一般临床制造试管婴儿时，需要在体外培养多个胚胎——就是前边说的囊胚，最终只有一颗会顺利着床，其它就扔掉不要了。Thomson正是“从垃圾箱里”捡回了这样一颗胚胎并把它拆了......
Thomson是个谦逊严谨的科学家，他并无野心扔出一颗伦理炸弹——恰恰相反，作为一名对生物伦理问题格外小心的科学家，他甚至咨询了本校伦理学教授。教授一边对Thomson的看重大为欣慰，一边忧心忡忡地说：“你要分离人类胚胎干细胞？将来如果把这些细胞注入老鼠，它们增殖并占据这些小动物大脑。那时候它是人还是老鼠？”谁知道，事实上反对者所挑战的伦理问题远远没有走出这么长远。
在美利坚这样一个基督教国家，神曾颇有远见地说：生命起源于受精。当囊胚选择了开篇所说的第二条路，一个本可以变成人的小生命在科学的手里终结了。著名的恶搞剧《南方公园》夸张地表现胚胎干细胞治疗：超人的扮演者瘫痪了，他掏出一个雏形的小人儿，喀喇一声撅折，贪婪地吮吸，结果，超人恢复健壮，能举起汽车，在房顶间上窜下跳，小人儿却扔了一地......
这不仅是反对者对干细胞研究的极端演绎；许多人都会在造福人类和亵渎生命的两难困境中彷徨，Thomson自己也曾说：“提及胚胎干细胞，如果你丝毫没有不舒服的感觉，那么你一定没有足够仔细地思考过这个问题。”
美国的立法机构早就对此领域戒心重重，有时在高层决策者中也难达成共识：干细胞技术刚刚萌芽的上世纪九十年代初，克林顿是第一位支持用联邦政府的钱鼓励人类胚胎研究的美国总统；然而仅两年之后，总统和国会便觉不妙，开始缩水政策，在宪法中明令写下：联邦政府不能资助涉及创造或毁坏人类胚胎的研究。
Thomson的成果在法律出台三年后发表，人们不免担忧研究的未来。幸好当时的卫生和公共服务部首席律师Rabb找到了法律的“漏洞”：Thomson分离出干细胞（即毁坏胚胎这一步骤）用的是私人资助；现在既然该干细胞系（即由一个胚胎分离培养的一些干细胞）已被保存下来，围绕这些细胞本身的研究就和“毁坏”过程没有关系。人们想想确实在理，别的干细胞系开发纷纷效法此先例，这样联邦政府的钱才找了个台阶，名正言顺地投入各个干细胞系开发以后的研究。
伴随争论一起成长
美国总统换届，政策往往随之改变。布什执政期间继续勒紧干细胞研究的缰绳：已经用私人基金开发出60个干细胞系，这么多够了吧——于是他当政期间的重要举措是，不管开发用谁的钱，联邦政府只能拨款总共1亿美元资助这60个系的后续研究，新的就请自谋生路。后边几年，参议院和众议院几次提议放宽政策，都被布什否决了。
然而实际上，这60个系中只有22个可以保持正常的干细胞特性；在这22个中，有的具有突变；另外，由于旧的干细胞培养技术必须在培养基中混入小鼠成纤维细胞和其它分子，所有细胞系其实都受到了外来分子的污染。总之没有一个是理想实验对象。
在下一级，各州又有各自的对策。有些州干脆禁止了一切人类胚胎干细胞研究；加州与此相反，率先从本州基金中为它拨款30亿美元；新泽西则组建了美国第一座州立干细胞研究所。
甚至连明星也纷纷登场：布莱德?皮特和帕金森症患者迈克尔?福克斯四处为干细胞研究游说；超人扮演者克里斯托夫?里夫建立了干细胞研究基金会......
不管外界如何喧嚣，回到科研界，正应了“干细胞之父”Thomson说过的一句话：“科学家大多不喜欢有争议的事。”于是，有些在干细胞领域很出色的科学家选择避而远之，另一些则积极地转向种种迂回之术。
2006年，美国麻省先进细胞技术公司率先打破冰封，他们在不破坏人类胚胎的情况下培育出了干细胞。具体方法借鉴于试管婴儿的技术。通常，当试管受精产生的受精卵分裂到8个细胞的时候，医生可以从这一团小胚胎中取出一个细胞进行基因缺陷的检测，剩下7个细胞还能在植入妈妈子宫后正常发育成胎儿。这一次，干细胞科学家等在这一个细胞旁边，几个小时后，它自然分成2个，一个仍然拿走做产前检查，另一个变成了他们珍贵的实验材料，当然，剩下7个还是拿到子宫里发育成人。在实验室，这颗宝贵的细胞开始享受欺骗式的照顾，科学家告诉他：你就是做胚胎干细胞的命；你看你周围都是同类；有营养还有激素呢......于是，它终于发育成了一个崭新的干细胞系。
科学家为此欢欣鼓舞，然而他们低估了反对者的顾虑。有人说，这颗“多余”出来的细胞其实也有潜力发育成一个胚胎；有人说，从8细胞中取出一颗细胞的行径给剩下7颗造成了无法预测的影响；还有人说，别被新鲜技术迷惑，它带出的问题比给出的答案还多——看来，只要涉及人类胚胎，矛盾终究不可调和。
还有别的方法
在此之后一年，包括干细胞之父Thomson在内的两个科研小组独立地从人的上皮细胞出发，培育出了胚胎干细胞。这是一个很聪明的设计：上皮细胞属人体分化程度最高的细胞之列，科学家们只是改变了它里边4个基因的表达，便抹去了它们"早已成熟"的记忆，让它们回到了原初幼稚的干细胞状态。不过，此项技术并非毫无纰漏：为了改变基因表达，科学家们利用病毒DNA作了载体，这本身就有引入新突变、造成癌症的风险。
尽管如此，可以明确的是，在照顾伦理考虑和宗教信仰的前提下，胚胎干细胞的研究之路正越走越宽。
解禁绝佳时期
听起来像是一种美好的巧合：当名词“干细胞”诞生100年后，当人类胚胎干细胞首次被分离出来的10年后，总统轮到奥巴马做。从某种角度来说，这是总统最有权力的时刻，他逐条审视布什的执政措施，悠哉地决定自己废弃哪条、同意哪条。这些执政措施都无需国会批准方可生效。
在生物学界，“废除对胚胎干细胞研究的联邦基金限制”自然是最惹眼的一条。从前，布什批准资助的旧干细胞系全部带有污染，禁令执行期间，新干细胞的开发在私人经费的支持下得以持续。至今已诞生了十几种干净好用、更易培养的新干细胞系。它们都有机会在奥巴马放宽的政策中找到落脚之地。
不仅是政策。干细胞治疗刚刚取得的成果也为人们的信心锦上添花。去年，英国、西班牙和意大利医生合作为一名西班牙妇女接入了由她自己的成体干细胞（不同于胚胎干细胞的另一种干细胞）发育而来的气管，手术不会存在排异问题，她终于可以毫无顾虑地自由呼吸，让气体顺畅地充慢肺泡。今年1月，美国FDA又批准了首例人类胚胎干细胞的临床试验，医生们将给8-10位脊柱刚刚严重受损的患者注射胚胎干细胞，科学家们并不敢奢望伤者能立刻“站起来跳舞”，但对于病人来说，能微微动一下腰，或者某天醒来不再发现自己的双腿麻木如常，该是多么满足的感受。
一项政策的出台远不会给干细胞研究的顾虑和纷争划上句号。到目前为止，胚胎干细胞治疗仍未献出鼓舞人心的结果；成体干细胞虽小有所成，但它们并不能同胚胎干细胞一样“全能”；人们仍不确定干细胞强盛的分化本领是否将带来
新的癌症难题。人们无法跨过伦理的门槛，欧盟在06年决定，他们将不资助“涉及毁坏人类胚胎”的研究；奥地利、丹麦、法国、德国和爱尔兰也不允许本国科学家开发胚胎干细胞；基督教圣殿罗马天主教堂去年颁布《人类尊严》文件，维持其二十多年来对胚胎干细胞研究的反对......干细胞研究远不是“激动人心的时髦话题”这样简单。
但可以预见的是，在未来，科学、宗教、伦理等许多因素会自然地磨合。我们不必向自己的尊严和信仰低头，也仍将保持一份对生命的敬畏。终有一天，我们将可以交出一份珍视生命的答卷。
（下图其实和本文无关，不过布什总统因为干细胞决策没少挨骂倒是真的，其实布什说什么也不是他一个人决定的……本文已发于《经济观察报》。）
专题3 胚胎工程
考纲要求
知识内容 要求
动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 Ⅰ
胚胎干细胞的移植 Ⅰ
胚胎工程的应用 Ⅱ
胚胎工程与必修教材相关知识的联系
1、精子和卵子的发生和减数分裂
2、哺乳动物胚胎发育和细胞增殖、细胞分化
3、精子和卵子的发生、超数排卵与同期发情和激素调节
4、胚胎干细胞和细胞全能性、细胞分化
旧知回顾：
1、什么叫受精作用？
2、精子和卵细胞是经过什么分裂产生的？
产生的场所在哪里？
3、原始生殖细胞是经过什么分裂产生的？
4、画出精原细胞的减数分裂的过程图。
胚胎工程的概念：
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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：胚胎移植、体外受精、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：1.生殖细胞的形成：生殖细胞分别由原始性细胞经过减数分裂而成的。 2.胚胎的发育：精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始。
一.精子和卵子的发生
（一）精子的发生
阅读课本P61-62的内容，思考并回答以下问题：
1、精子发生的场所和时间；
2、精子的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？
3、精子的形态及结构。
（1）发生场所：睾丸
（2）时间：
初情期——生殖机能衰老
1.精子的发生
精原细胞
有丝分裂
初级精母细胞
次级精母细胞
精子细胞
精子
MⅠ
第一阶段
第二阶段
第三阶段
MⅡ
精子发生的过程
多个精原细胞
染色体复制
变形
1个精原细胞（染色体数:2n）
1个初级精母细胞（染色体数:2n）
2个次级精母细胞（染色体数:n）
4个精子细胞（染色体数:n）
体细胞（染色体数:2n）
有丝分裂
细胞分化
间期：细胞体积增大、染色体复制
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：形成2个次级精母细胞
着丝点分裂，染色单体分离
4个2种精子（染色体数:n）
变形
减数第一次分裂
减数第二次分裂
精子细胞变形中的主要变化：
1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.细胞内其他物质——
精子头的主要部分
头部的顶体
精子的尾
线粒体鞘膜(尾的基部)
原生质滴(球状,最后脱落)
不是。其一，在自然繁殖的条件下，是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
1、基因型为AaBb的某动物体内，处于有丝分裂中期的细胞和处于减数第二次分裂后期的细胞相比（ ）
A、基因型相同 B、染色体组数相同
C、同源染色体对数相同 D、DNA数目相同
2、在狗的精巢中，由A、T两种碱基参与构成的核苷酸共有X种；其DNA分子结构稳定性最低的时期在细胞周期的Y期；DNA复制出的2个DNA分子彼此分离发生在Z期。下列有关X、Y、Z的叙述正确的是（ ）
A、2、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
B、5、分裂间期、有丝分裂后期和减数第一次分裂后期
C、4、分裂前期、有丝分裂第一次和第二次分裂后期
D、3、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
（二）卵子的发生
阅读课本内容，思考并回答以下问题：
1、卵细胞发生的场所和时间；
2、卵细胞的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？
1、发生部位：卵巢和输卵管
2、时间：
卵原细胞和初级卵母细胞的形成在胚胎时期；（卵巢）
减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；（卵巢）
减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。（输卵管）
（放射冠）
动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝分裂增加其数量，演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡。
透明带：
卵泡：
卵母细胞＋卵泡细胞
卵母细胞与卵丘细胞间的1层厚膜（糖蛋白）
卵丘：
卵母细胞＋卵丘细胞
（属于卵泡细胞→放射冠）
黄体：
排卵后，由卵泡形成的富有血管的腺体样结构（分泌孕激素等）
卵子的发生
排“初级卵母细胞”或者“次级卵母细胞”
排卵：
卵子从卵泡排出，进入输卵管
河北儿童少年版P30图2-5卵巢和卵细胞的发生过程
卵原细胞
有丝分裂
多个卵原细胞
染色体复制
初级卵母细胞
MⅠ
第一极体
次级卵母细胞
两个第二极体
第二极体
卵子
退化消失
卵子发生过程
MⅡ
在卵巢中，排卵前后完成
进入输卵管，在受精过程完成
被卵泡细胞包围,形成卵泡
胎儿时期完成
生长，形成透明带和卵黄膜
1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵
子是在输卵管内与精子受精的。
答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
答：是指卵子从卵泡中排出。
卵子受精的标志：
当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。
注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志
2.精子和卵子
发生的区别
雌雄原核融合，
形成合子（即核
融合形成受精卵）
睾丸的曲细精管（场所唯一）
卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）
初情期
性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前完成，减Ⅱ分裂在精子和卵子结合过程中完成
① MⅠ和MⅡ是连续的，需变形成蝌蚪状精子 ②细胞质均等分配
① MⅠ和 MⅡ是不连续的，不需变形，卵子是球状的 ②细胞质不均等分配
形成4个精子细胞
形成1个卵细胞和3个极体
① 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟过程均经一次复制和两次分裂④子细胞中的染色体数目减半
项目 精子发生 卵子发生
区别 场所
时间
过程特点
结果
相同点
巩固练习
1.下列不属于胚胎工程的是： （ ）
A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育
2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有 （ ）
A.1个 B.0或1个
C.2个 D.4个
D
B
3、排卵时，排出的细胞是（ ）
A.卵原细胞
B.初级卵母细胞
C.成熟卵细胞
D.初级卵母细胞或次级卵母细胞
4、卵子的成熟部位和受精部位分别是（ ）
A.卵巢、卵巢 B.卵巢、输卵管
C.输卵管、输卵管 D.输卵管、子宫
二、受精
（一）受精的概念：
是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
（二）场所：输卵管。
是不是所有动物的受精过程都发生在输卵管中？
３、过程
精卵识别
精子附着于卵膜
精卵质膜融合
同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物精卵才能结合的原因之一。
4、结果：受精卵形成
一)受精前的准备阶段:
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力
二)受精阶段:
1)精子穿越放射冠和透明带
顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞
透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障
2)精子进入卵黄膜
卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障
3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成
4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
穿过透明带：
形成受精卵：
精、卵相遇
顶体反应
顶体酶释放
顶体酶溶解透明带
接触透明带
穿越放射冠
溶解卵丘细胞 （放射冠）
穿越透明带
接触卵黄膜
产生透明带反应
形成第一道屏障（作用 ）
精子被微绒毛抱合
精子外膜与卵黄膜融合
精子进入卵
防止多个精子进入透明带
精子进入卵后
变化①
变化②
变化③
产生卵黄膜封闭作用
形成第二道屏障 （作用？）
尾部脱离核膜破裂
形成雄原核
形成雌原核
激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体
发育 移动 接触 合并
形成受精卵
防止多精入卵
3、意义
对于进行有性生殖的生物来说，通过减数分裂和受精作用可以维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；这对于生物的遗传和变异十分重要。
思考：
你认为受精卵中的遗传物质来自什么？
1、下列说法正确的是（ ）
A.成熟精子遇到卵子便可发生受精作用
B.排出成熟卵子细胞的过程即为排卵
C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D.卵子发生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的
2、下列有关排卵的叙述，正确的是（ ）
A.排卵是指卵泡从卵巢中排出
B.精子和卵子受精后发生排卵
C.排卵时已完成减数分裂，因此，排出的卵子仅含体细胞一半的遗传物质
D.排卵后卵子进入输卵管，准备与精子受精
受精后8天。受精卵完成"着陆",微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。
三、胚胎发育
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。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
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 。
1、个体发育的起点——受精卵
受精卵一形成就在输卵管内进行有丝分裂。
2、卵裂期——输卵管
分裂方式：有丝分裂；
细胞数目：
细胞体积：
胚胎总体积：
增加
变小
基本不变
受精卵在卵膜内完成发育，所需营养来自受精卵本身，故发育过程早期胚胎体积基本无变化
请你画出卵裂时期的：
胚胎体积变化与时间关系的曲线
细胞体积与时间
有机物含量与时间
细胞核DNA含量与时间
1、合子形成后开始发育，下列说法错误的是（ ）
A.在输卵管内进行有丝分裂
B.卵裂期细胞数目增加
C.卵裂期胚胎的总体积不增加
D.卵裂期每个细胞的体积不变
2、下列有关胚胎发育卵裂期的特点，描述正确的是（ ）
A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性
B.每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积增加
C.胚胎有机物总量增加，细胞核DNA量不断减少
D.所有细胞的相对表面积减小
设计实验验证青蛙早期胚胎发育过程中体积未增加。
1、实验原理：___________________
2、材料用具：新采集的青蛙受精卵若干粒、金鱼藻、池水、40%福尔马林溶液（杀死动物并有防腐作用）、放大镜、广口瓶等。
3、方法步骤：
第一步：取两个广口瓶，分别编号为1号和2号，1号瓶中注入2/3澄清的池水并放入一些金鱼藻；2号瓶注入等量的40%福尔马林溶液。
第二步：用放大镜观测新采集的青蛙受精卵，并记录其体积大小。
第三步：____________________
4、预期结果：___________________
5、讨论：本实验是如何设置对照的？__________
3、桑葚胚
细胞数目：32个左右；
细胞特点：
每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞。
你有方法证明吗？
囊胚期
滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质
内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成完整的胚胎
滋养层
内细胞团
囊胚腔
囊胚的形成——细胞开始分化
受精卵
第一次卵裂
第二次卵裂
第三次卵裂
桑椹胚
囊胚
原肠胚
———————内胚层——中胚层——原肠胚
胚的发育：
按照一定的
次序向内运动
受精卵——卵裂——囊胚
原肠胚的形成
受精卵
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（内含原肠腔）
胎儿形成
：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，或略有减少。
：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹
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
：最初发育在输卵管进行有丝分裂
三.胚胎发育
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔
1、下列关于胚胎发育的叙述，正确的是（ ）
A.胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大
B.在桑椹胚阶段，胚胎内部出现空腔
C.原肠胚阶段的每一细胞都属于全能细胞
D.原肠胚阶段出现胚层分化
2、下列叙述正确的是（多选）（ ）
A．胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
B．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
C．哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D．早期胚胎发育到一定阶段才可从培养液取出向受体移植
3、右图表示蛙的受精卵发育至囊
胚过程中的某一变化，若横坐标
表示时间，则纵坐标可表示（ ）
A.有机物总量 B.每个细胞DNA含量
C.所有细胞体积之和
D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值
4、下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，各种量的变化趋势，其中正确的是（ ）（多选）
时间
DNA总量
时间
每个细胞体积
胚胎体积
有机物总量
时间
时间
5、取某哺乳动物的染色体DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞进行体外受精和早期胚胎培养。若不考虑染色体变异，下列关于该受精卵形成及其分裂所产生后代细胞的说法，错误的是（ ）（多选）
A.第二次卵裂结束使，最多有4个细胞带放射性
B.次级卵母细胞在受精作用过程中完成减数第二次分裂
C.取胚胎细胞制片观察，每个细胞内都可以看到染色体
D.获能的精子与卵子相遇，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？
资料分析<讨论>
答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。
答：马应选择囊胚阶段的胚胎。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。
胚胎工程的建立
一.胚胎移植技术的研究
胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可
缺少的基础环节。
二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。
三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞
培养等技术应运而生。
1999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康.
婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血.5年后，该妇女第二次怀孕，6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。
(1)血友病的遗传方式为：
(2)如果用B、b分别表示血友病基因和正常基因，则父亲、母亲的基因型分别是（ ）和（ ）。如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是（ ）
夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1－2个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植。最后一个移植成功。
根据资料回答下列问题
（1）试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕，生产婴儿的过程相同之处是：
不同之处是
都是通过有性生殖产生
都是在母体子宫内发育形成胎儿
二、体外受精和胚胎体外培养
体外受精
概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。
过程：
（1）精子的收集和获能；
（2）卵母细胞的收集和培养；
（3）获能精子和卵细胞的受精。
“试管动物”
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
体外受精
胚胎体外培养
概念：将受精卵在人工环境下培养成早期胚胎。
培养液：（不同时期成分不同）
水、无机盐、有机物、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。
胚胎培养比组织、细胞培养要难。
其他方式
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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
不同动物胚胎移植时间不同
桑椹胚阶段：牛、羊
8个或16细胞胚阶段：小鼠、家兔
4个细胞胚阶段：试管婴儿
目前由于无法进行全体外胚胎培养，胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的唯一方法。
（ P74 ）
胚胎工程中通过 、 和 等技术获得的胚胎，都必须 才能获得后代。因此， 技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
转基因
核移植
体外受精
移植给母体
胚胎移植
一、胚胎移植
1.概念:
将雌性动物的 ，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到 的、 的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。
同种
生理状态相同
早期胚胎
胚胎的来源：
雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。
供体：提供胚胎的个体。
受体：接受胚胎的个体。
受体的条件：
同种、生理状态相同。
“试管婴儿”技术运用了（ ）
A.胚胎移植 B.组织培养
C.克隆技术 D.基因工程
讨论：你对新科技条件下出现的“借腹生子” 现象赞同吗？
（1）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕不育现象，而且可以帮助一些由于自身素质不良，如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲，实现得到亲生子女的愿望。
（2）不赞同。
给社会和人类伦理道德造成一定的冲击。
胚胎移植的意义
⑴加速育种工作和品种改良；
⑵大量节省购买种畜的费用；
⑶一胎多产；
⑷保存品种资源和濒危物种；
⑸可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。
供体和受体共同繁殖后代有什么好处？
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
供体的主要职能：
只产生具有优良遗传特性的胚胎，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加了供体一生繁殖的后代数量。
受体的职能：
担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务
1、供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理）
2、 配种或人工授精；
3、胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（-196OC的液氮）
4、胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）、非手术法（用移植管将其送入子宫）
5、对受体母畜进行是否妊娠的检查。
胚胎移植的基本程序
（1）对供体、受体进行选择
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。
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
（2）采集卵母细胞
方法：
超数排卵
具体做法：
注射促性腺激素
（3）配种或人工受精
精子来源：
同种优良的雄性动物。
（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（冲卵）。
（5）对胚胎进行质量检查
胚胎发育到桑椹胚或囊胚
（6）胚胎的保存或移植
-196OC的液氮保存
（7）胚胎的移植
方法一：手术法
方法二：非手术法
（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查
（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛
选择
供体母牛
受体母牛
……同期发情处理……
超数排卵
供体公牛
配种
冲卵
质量检查、培养
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
胚胎移植的基本程序
同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。
准备移植的胚胎，移植到任何一头动物子宫内都能发育吗?
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功。
.
.
供体和受体之间进行胚胎移植时会不会发生免疫排斥反应?
同种动物之间基本上不排斥
能否直接从母体子宫内进行胚胎收集?为什么？
能。因为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，而是处于游离状态。
.
.
移植的胚胎能否保留供体双亲的特性?
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
胚胎移植的生理学基础
1.哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的。
为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境
2.哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态，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
3.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
4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎，其遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
2.胚胎移植成功与否的条件有哪些?
（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
1.胚胎移植成功的标志是什么?
移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩
思考与讨论:
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？
答案：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后一致，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。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？
正确。
课本P81思考与探究
（1）用文字完成流程图
①对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；③配种或人工授精；④收集胚胎；⑥胚胎移植；⑦对受体母畜进行是否妊娠的检查
（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？
供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力
在②中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛？
用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎
在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？
对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件
（3）哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？
第④步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵（早期胚胎）冲出来，而不是把卵子冲出来。
1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是( )
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛
3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是( )
A.受体是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应
C.受体与胚胎血液混融在一起
D.胚胎心肺功能都能正常运行
胚胎分割
1.概念:指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。
胚胎分割
优势:
可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
2.特点：
后代具有相同的遗传物质，
因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、理论基础
动物胚胎细胞的全能性。
所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。
4、选择的胚胎：
发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。
5、使用的主要仪器：
实体显微镜和显微操作仪。
6、具体操作
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。
7、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。
8、胚胎分割技术的缺陷
（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；
（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。
胚胎干细胞
2.特点:
1)形态:体积小.细胞核大,核仁明显
2)功能:具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞
3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞.
3.意义
ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一。
4.主要用途
(1)治疗人类的某些顽症
(2)培育出人造组织器官，用于器官移植
(3)是研究体外细胞分化的理想材料
胚胎干细胞培养
人类干细胞研究一直被认为是将来治愈许多顽疾的希望所在，但目前一些法规对此却限制极多。原因之一就是人类干细胞的培养依赖于一些动物细胞以及来源于动物的物质，而这可能带来难以预期的潜在医疗风险。人类干细胞具有所谓的多能性（pluripotency），意即它们有潜力分化成为人体中两百二十多种组织与细胞中的任一种。但这种多能性的维持十分困难，通常研究者需要让干细胞长在特定的基质上。
如今最常用的基质包括饲养细胞（feeder cell）——典型例子如老鼠的胚胎成纤维细胞（embryonic fibroblast）以及基质胶（Matrigel）——其制作原料来源于老鼠肿瘤。离开这些基质，干细胞通常在几天内就开始分化而失去多能性。
以下资料来自“科学松鼠会”
“问题在于从老鼠身上取得的细胞每批次间都存在着差异性，它们还会分泌一些我们目前还不清楚的因子。而干细胞对它们所处的环境是极为敏感的。”化工系兼生物医学工程系副教授Joerg Lahann说。这些未知的因子妨碍了研究者们去确定干细胞究竟在何种状况下分化，而这个问题对研发干细胞疗法极其关键。
“FDA（美国食品药品管理局）对这些难以确定的动物成分感到不安，而这也阻碍了（人类干细胞的）医疗应用。”Lahann说。
为此，Lahann，密西根大学医疗系统分子综合生理学兼妇产科系副教授Gary Smith，还有他们的同事们一起研制出了一种完全人工合成的高聚物作为干细胞生长基质。一种简称PMEDSAH的水溶性胶质附着于培养皿上后，可以连续培养25批次以上的干细胞。
“我们已经设计出一种完全人工合成、化学成分完全明确、性质长期稳定、没有批次间差异的水凝胶，”Smith说，“此外，我们已经确定它可以用于长期培养人类胚胎干细胞并维持它们的已知正常功能——包括正常的基因组成，不会自发分化，以及保持干细胞本身的多能性。换言之，它们仍能成为人体内的任一种细胞。”
feeder cell这种细胞有一个更通俗的名字，helper cell。做研究时常要把细胞从动物或者人体的组织中拿出来，让它们活在平皿（好像盘子）上，单独给它们下药，观察它们。动物的身体上有各种各样的细胞，有的细胞在盘子里相对容易活，只要给了合适的营养和酸碱就行，典型如上皮细胞、癌细胞；但也有很多种类，脱离了和隔壁细胞的交流、没有了隔壁细胞的滋养，自己就活不好，典型的比如神经细胞和干细胞。helper cell这个名字就是这么来的。把这种助手细胞先在盘子底下铺上一层，它们会往外分泌营养物质和其他生长因子，然后把娇气的干细胞放上边，那些细胞就能在滋养下生长。“饲养细胞”分泌的物质很复杂，科学家还没有完全搞明白究竟哪些物质起到了最紧要的滋养功能，甚至连“饲养细胞”究竟分泌了哪些物质其实都没完全明白。在操作上，很有意思，比如神经细胞。先在盘子（平皿）里趴上一层神经胶质细胞，然后找另一片小玻璃片（盖玻片），在三个角上点一点点蜡，然后在这一小片盖玻片上养你要的神经细胞，然后把这片小盖玻片倒扣在神经胶质细胞那层之上。点蜡的目的是，让盖玻片和盘子底之间有一点点距离，省得把神经细胞压扁了。而你的细胞又能充分享用神经胶质细胞分泌的营养和生长因子。
练习
A
1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
C
2.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ）
A.细胞分裂 B.细胞特化
C.细胞分化 D.细胞增殖
3.在胚胎移植中供体的主要职能（ ）
A.提供优良的供体基因
B.提供优良遗传特性的胚胎
C.提供卵细胞
D.提供精子
B
（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（ ）
A.同种生物 B.生理状态相同
C.雄性动物 D.雌性动物
ABD
(多选)胚胎移植技术目前主要应用与( )
A.解决某些不孕症者的生育问题
B.治疗某些遗传病
C.提高良种家畜的繁殖力
D.提高动物的抗病力
AC
干细胞，拯救还是摧毁生命 桔子帮小帮主 发表于 2009-02-04 10:41 |
幸运的精子吹着占领新天地的号角攻破卵细胞，将她变成一颗受精卵；受精卵被吵醒，慌里慌张地分裂，一变二、二变四，仅4、5天便积累了100多颗细胞，成为一团“囊胚”。如果它能安全着陆于妈妈的子宫，几星期以后即可化为人形——这是囊胚在大多数情况下的命运。
个别时候，这团细胞球也可能被生物学家相中，走上一条不归路：生物学家用杀鸡取卵的方式得到其内层的一团特殊细胞，将它们平摊在培养皿里。尽管增殖的行为受到充分滋养，这些特殊细胞却被迫保持幼年的体态，直到有朝一日接受指令方可继续变为上皮、神经、肌肉等特化细胞——这些能够“永葆青春”的特殊细胞，便是在当今生物学界和政坛赚足眼球的胚胎干细胞。
高调出生
胚胎干细胞具有全能性，这从一个婴儿如何被从无到有打造出来可见一斑；被科学家单独拎出来后，它们仍旧保持了健全的分化潜能，经正确诱导，能变为人体220种细胞的任意一种。人们自然地想到，如果能用这些全能细胞替补人体在疾病中丧失的老弱细胞，人们也许就不用再惧怕帕金森症、糖尿病、心脏病、脊柱损伤等细胞退行性疾病。
无人不知，胚胎干细胞可以为人类健康带来无可估量的贡献；但也无人怀疑，胚胎干细胞所引发的政治和伦理问题，正如它的科学问题一样高深复杂。
1998年，美国科学家Thomson成功分离出人类胚胎干细胞，打开了干细胞研究之门。他因此被尊为“干细胞研究之父”，被2008年《时代》杂志评为影响世界100人物之一。
但并不是所有人都这样认为。
一般临床制造试管婴儿时，需要在体外培养多个胚胎——就是前边说的囊胚，最终只有一颗会顺利着床，其它就扔掉不要了。Thomson正是“从垃圾箱里”捡回了这样一颗胚胎并把它拆了......
Thomson是个谦逊严谨的科学家，他并无野心扔出一颗伦理炸弹——恰恰相反，作为一名对生物伦理问题格外小心的科学家，他甚至咨询了本校伦理学教授。教授一边对Thomson的看重大为欣慰，一边忧心忡忡地说：“你要分离人类胚胎干细胞？将来如果把这些细胞注入老鼠，它们增殖并占据这些小动物大脑。那时候它是人还是老鼠？”谁知道，事实上反对者所挑战的伦理问题远远没有走出这么长远。
在美利坚这样一个基督教国家，神曾颇有远见地说：生命起源于受精。当囊胚选择了开篇所说的第二条路，一个本可以变成人的小生命在科学的手里终结了。著名的恶搞剧《南方公园》夸张地表现胚胎干细胞治疗：超人的扮演者瘫痪了，他掏出一个雏形的小人儿，喀喇一声撅折，贪婪地吮吸，结果，超人恢复健壮，能举起汽车，在房顶间上窜下跳，小人儿却扔了一地......
这不仅是反对者对干细胞研究的极端演绎；许多人都会在造福人类和亵渎生命的两难困境中彷徨，Thomson自己也曾说：“提及胚胎干细胞，如果你丝毫没有不舒服的感觉，那么你一定没有足够仔细地思考过这个问题。”
美国的立法机构早就对此领域戒心重重，有时在高层决策者中也难达成共识：干细胞技术刚刚萌芽的上世纪九十年代初，克林顿是第一位支持用联邦政府的钱鼓励人类胚胎研究的美国总统；然而仅两年之后，总统和国会便觉不妙，开始缩水政策，在宪法中明令写下：联邦政府不能资助涉及创造或毁坏人类胚胎的研究。
Thomson的成果在法律出台三年后发表，人们不免担忧研究的未来。幸好当时的卫生和公共服务部首席律师Rabb找到了法律的“漏洞”：Thomson分离出干细胞（即毁坏胚胎这一步骤）用的是私人资助；现在既然该干细胞系（即由一个胚胎分离培养的一些干细胞）已被保存下来，围绕这些细胞本身的研究就和“毁坏”过程没有关系。人们想想确实在理，别的干细胞系开发纷纷效法此先例，这样联邦政府的钱才找了个台阶，名正言顺地投入各个干细胞系开发以后的研究。
伴随争论一起成长
美国总统换届，政策往往随之改变。布什执政期间继续勒紧干细胞研究的缰绳：已经用私人基金开发出60个干细胞系，这么多够了吧——于是他当政期间的重要举措是，不管开发用谁的钱，联邦政府只能拨款总共1亿美元资助这60个系的后续研究，新的就请自谋生路。后边几年，参议院和众议院几次提议放宽政策，都被布什否决了。
然而实际上，这60个系中只有22个可以保持正常的干细胞特性；在这22个中，有的具有突变；另外，由于旧的干细胞培养技术必须在培养基中混入小鼠成纤维细胞和其它分子，所有细胞系其实都受到了外来分子的污染。总之没有一个是理想实验对象。
在下一级，各州又有各自的对策。有些州干脆禁止了一切人类胚胎干细胞研究；加州与此相反，率先从本州基金中为它拨款30亿美元；新泽西则组建了美国第一座州立干细胞研究所。
甚至连明星也纷纷登场：布莱德?皮特和帕金森症患者迈克尔?福克斯四处为干细胞研究游说；超人扮演者克里斯托夫?里夫建立了干细胞研究基金会......
不管外界如何喧嚣，回到科研界，正应了“干细胞之父”Thomson说过的一句话：“科学家大多不喜欢有争议的事。”于是，有些在干细胞领域很出色的科学家选择避而远之，另一些则积极地转向种种迂回之术。
2006年，美国麻省先进细胞技术公司率先打破冰封，他们在不破坏人类胚胎的情况下培育出了干细胞。具体方法借鉴于试管婴儿的技术。通常，当试管受精产生的受精卵分裂到8个细胞的时候，医生可以从这一团小胚胎中取出一个细胞进行基因缺陷的检测，剩下7个细胞还能在植入妈妈子宫后正常发育成胎儿。这一次，干细胞科学家等在这一个细胞旁边，几个小时后，它自然分成2个，一个仍然拿走做产前检查，另一个变成了他们珍贵的实验材料，当然，剩下7个还是拿到子宫里发育成人。在实验室，这颗宝贵的细胞开始享受欺骗式的照顾，科学家告诉他：你就是做胚胎干细胞的命；你看你周围都是同类；有营养还有激素呢......于是，它终于发育成了一个崭新的干细胞系。
科学家为此欢欣鼓舞，然而他们低估了反对者的顾虑。有人说，这颗“多余”出来的细胞其实也有潜力发育成一个胚胎；有人说，从8细胞中取出一颗细胞的行径给剩下7颗造成了无法预测的影响；还有人说，别被新鲜技术迷惑，它带出的问题比给出的答案还多——看来，只要涉及人类胚胎，矛盾终究不可调和。
还有别的方法
在此之后一年，包括干细胞之父Thomson在内的两个科研小组独立地从人的上皮细胞出发，培育出了胚胎干细胞。这是一个很聪明的设计：上皮细胞属人体分化程度最高的细胞之列，科学家们只是改变了它里边4个基因的表达，便抹去了它们"早已成熟"的记忆，让它们回到了原初幼稚的干细胞状态。不过，此项技术并非毫无纰漏：为了改变基因表达，科学家们利用病毒DNA作了载体，这本身就有引入新突变、造成癌症的风险。
尽管如此，可以明确的是，在照顾伦理考虑和宗教信仰的前提下，胚胎干细胞的研究之路正越走越宽。
解禁绝佳时期
听起来像是一种美好的巧合：当名词“干细胞”诞生100年后，当人类胚胎干细胞首次被分离出来的10年后，总统轮到奥巴马做。从某种角度来说，这是总统最有权力的时刻，他逐条审视布什的执政措施，悠哉地决定自己废弃哪条、同意哪条。这些执政措施都无需国会批准方可生效。
在生物学界，“废除对胚胎干细胞研究的联邦基金限制”自然是最惹眼的一条。从前，布什批准资助的旧干细胞系全部带有污染，禁令执行期间，新干细胞的开发在私人经费的支持下得以持续。至今已诞生了十几种干净好用、更易培养的新干细胞系。它们都有机会在奥巴马放宽的政策中找到落脚之地。
不仅是政策。干细胞治疗刚刚取得的成果也为人们的信心锦上添花。去年，英国、西班牙和意大利医生合作为一名西班牙妇女接入了由她自己的成体干细胞（不同于胚胎干细胞的另一种干细胞）发育而来的气管，手术不会存在排异问题，她终于可以毫无顾虑地自由呼吸，让气体顺畅地充慢肺泡。今年1月，美国FDA又批准了首例人类胚胎干细胞的临床试验，医生们将给8-10位脊柱刚刚严重受损的患者注射胚胎干细胞，科学家们并不敢奢望伤者能立刻“站起来跳舞”，但对于病人来说，能微微动一下腰，或者某天醒来不再发现自己的双腿麻木如常，该是多么满足的感受。
一项政策的出台远不会给干细胞研究的顾虑和纷争划上句号。到目前为止，胚胎干细胞治疗仍未献出鼓舞人心的结果；成体干细胞虽小有所成，但它们并不能同胚胎干细胞一样“全能”；人们仍不确定干细胞强盛的分化本领是否将带来
新的癌症难题。人们无法跨过伦理的门槛，欧盟在06年决定，他们将不资助“涉及毁坏人类胚胎”的研究；奥地利、丹麦、法国、德国和爱尔兰也不允许本国科学家开发胚胎干细胞；基督教圣殿罗马天主教堂去年颁布《人类尊严》文件，维持其二十多年来对胚胎干细胞研究的反对......干细胞研究远不是“激动人心的时髦话题”这样简单。
但可以预见的是，在未来，科学、宗教、伦理等许多因素会自然地磨合。我们不必向自己的尊严和信仰低头，也仍将保持一份对生命的敬畏。终有一天，我们将可以交出一份珍视生命的答卷。
（下图其实和本文无关，不过布什总统因为干细胞决策没少挨骂倒是真的，其实布什说什么也不是他一个人决定的……本文已发于《经济观察报》。）