Embryo Engineering

英国人 W· 希普于 1890 年在 大学将剑桥 纯种安哥拉兔的 个两 4 胞胚胎移植到一只毛色特征细完全不同的比利 兔的 卵管内。 果生出时 输 结 两只 的安哥拉子免。 是世界上第一例胚胎移纯种 这植，胚胎移植技 由此 始。术 创

比利时兔 安哥拉兔

胚胎工程 胚胎工程指 物对动 早期胚胎或配子所 行进的多 微操作和 理技 ，如种显 处 术 胚胎移植、体

外受精、胚胎分割、胚胎干 胞培细 养等技 。术理后 得的胚胎， 需要移植到经过处 获 还 雌性动

物体内生 后代，以 足人 的各 需求。产 满 类 种

•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：哺乳动物受精和早期胚胎

发育的规律

一、精子的 生发

二、卵子的 生发三、受精

四、胚胎 育发

1、精子的 生 程发 过

2、卵子的 生 程发 过3、受精 段阶

小结：

1 、精子的 生发

(1) 所场 : 精子的 生是发在

内的 中完

成的。

(2) 期时 :( 雄性 物动 ) 从

到 。

一、精子和卵 胞的 生细 发

哺乳动物睾丸示意图

睾丸

初情期

曲 精管细

生殖机能衰退

染色体 制复

初 精母 胞级 细

精原 胞细

多个精原 胞细精子发生的过程

第一阶段

第二阶段

第三阶段

有 分裂丝

MⅡ精子 胞细

次 精母 胞级 细MⅠ

形变

精子

精子细胞

精子

线粒体

高尔基体

A 、顶体的发生

发育中的顶体

发育中的尾 （中心体）B 、尾的的发

育C 、精子头的出现

D 、细胞质浓缩

E 、精子的形成

原生质滴 尾

线粒体鞘顶体

精子细胞变形成精子

发育为

演变为

形成

浓缩成

变为 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 )

细 胞 核

高尔基体

中 心 体

线 粒 体

细胞内其他物质

精子细胞变形中的主要变化

精子细胞 精子

1. 理清精子细胞变形成精子的过程。

2. 注重精子各组成分别由精子细胞

　　　的哪一部分形成 ?

精子的形态：

（ 1）外形似蝌蚪，分__、 __、 __三大部分。

（ 2）不同种动物精子的形态____，大小略有 ____，与动物的体形大小 ___ 。

头 颈 尾

相似不同 无关

1. 家畜 次射精排出的精子数以 ，但是通常每 亿计只有一个精子能 与卵子 合， 能 是一 浪够 结 这 说 种

？怎 理解 一 象？费吗 样 这 现

提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以是 物说 动 为繁殖后代、延 物续 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，将 精子 行 ，并致使对 进 筛选 大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量

耗。最后到 受精部位（ 卵管）的精子只剩损 达 输百余个，与卵子完成受精的只有一个。

讨论 : （教材P62 ）

2. 精子 胞 成精子的 程中， 胞中很多细 变 过 细会消失，而 胞核和 粒体都保留下来，结构 细 线一 象怎 理解？ 什 精子中的 粒对这 现 样 为 么 线

体集中在尾的基部？

提示： 胞核是细 精子 物 存和 制的遗传 质储 复所，也是场 参与精、卵 合结 和后代 特性遗传 与胞代 活 的控制中心细 谢 动 。而 粒体线 是有则呼吸 生 能量的 所。精子的 粒体氧 产 运动 场 线

集中于尾的基部形成 粒体鞘膜，线 是精子 持维生存和 能量的运动 “ 力工厂动 ”或“发动机”。

讨论 : （教材P62 ）

2 、卵子的 生发(1) 所场 : 卵子的 生发

是在 内中完成的。

(2) 期时 : （ 物胚动

胎）在 以后，即

。由卵原 胞通细

不断过 加其数增

量，并 一 演 成进 步 变

。动物细胞卵巢、卵泡和卵子的关系图

卵巢

性 分化别

胎儿期

有 分裂丝

初 卵母级 细胞

不同发育阶段的卵泡

排卵

黄体

退化黄体

卵泡细胞

第一极体卵丘细胞核透明带卵黄膜

卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞。

卵子结构图

在 完成

在 完成

被 包 ，围形成卵泡

一般不 行进MⅡ

有 分裂丝

染色体 制复

MⅠ

卵原 胞细

卵子发生过程

多个卵原 胞细胎儿 期时

第一 体极MⅡ

卵子 第二 体极

退化消失受精

初 卵母 胞级 细

次 卵母 胞级 细

合子

卵泡细胞

受精 程过

排卵前后

卵子受精的 志：标

当在卵黄膜和透明带的 隙可以间

察到观 个 体两 极 ， 明卵子已 完时 说 经

成了受精。

1. 一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？

提示：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。

2. 排卵是指卵子从卵泡中排出， 是指卵泡从卵还中排出？巢

提示：是指卵子从卵泡中排出。

讨论 : （教材P63 ）

3. 排出的卵是成熟的卵子 ？它在母体的什刚 吗 么部位与精子受精？

提示： 排出的卵子刚 尚未完全成熟， 完成第一仅次 数分裂，需要在 卵管内 一 成熟，直到减 输 进 步

数第二次分裂的中期减 才能与精子 合完成受精结程。排出的卵子是在过 卵管内输 与精子受精的。

讨论 : （教材P63 ）

1. 相似点：

最初 段均 行阶 进 有 分裂丝 ，不断 加增生殖原 胞的数量；细 经过 数分裂减（ MⅠ 和 MⅡ ）才能形成精子或卵子。

精子和卵子的发生异同

2. 不同点：

发生时间 场所 子细胞 数目

变形

形状

精子卵子重要区别

睾丸曲细精管

卵巢输卵管

初情期以后

性别分化以后

4个精子细胞

1个卵细胞 2个极

体

是

否

蝌蚪形

圆形

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

1. 以下 法不正 的是说 确

A. 雄性 物从初情期 始 生精子动 开 产

B.1 个精原 胞可以形成细 4 个精子

C. 多数家畜来 ，精子在睾丸内形成的对 说 时间个月左右为两

D. 物体型大的 生的精子多且大动 产

2. 一个卵泡可以形成的卵子数目是

A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个

练习：

3. 以下 法正 的是说 确

A. 哺乳 物卵泡的形成是在初情期动

B. 排卵是指排出成熟的卵泡

C. 排卵 上是排出初 卵母 胞实际 级 细

D. 排卵 上是排出次 卵母 胞实际 级 细

4. 下例不属于精子和卵子 生的区 的是发 别

A. 初 精母、卵母 胞的形成级 细 时间

B.MⅠ 和 MⅡ 的 性时间连续

C. 成熟生殖 胞是否 生 形细 发 变

D. 成熟生殖 胞中染色体的数量细

1 、概念 : 指 和 合形成结 ( 即 ) 的

程。过

2 、 志标 : 在 和 的 隙可以 察到间 观

个 体 。两 极 时

3 、 所场 : 受精是在 内完成的。

二、受精

精子

受精卵

卵黄膜 透明带

卵管输

卵子 合子

精子穿越 和

4 、 程过

受精前的准 段备阶

受精 段阶

受精过程

精子 能获准 段备阶 1：

卵子的准备准 段备阶 2：

放射冠

雌雄原核形成

透明带

受精卵的形成

精子 入进 卵黄膜

准 段备阶 1 ：精子 能获

即精子必 在须 雌性 物生殖道内动 生相 生发 应

理 化后，才能 得受精能力的 象。变 获 现

准 段备阶 2 ：卵子的准备

即卵子在 卵管内输 到达 数第二分裂中期减

（MⅡ ） ，才具 受精能力。时 备

受精前准 段：备阶

1. 什 叫 体反 ？么 顶 应

2. 什 叫透明 反 ？么 带 应

3. 什 叫卵黄膜的封 作用？么 闭

4. 防止多精入卵受精有 些生理反 ？哪 应

哺乳动物受精过程示意哺乳动物受精过程示意图图

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 )

障碍的精子 于与卵子相遇经过种种 终障碍的精子 于与卵子相遇经过种种 终

此 障碍的精子 于与卵子相遇，卵子外膜成时经过种种 终 为它 第一道需要攻破的 。此 ，精子 把 到卵子们 关卡 时 们 头钻的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子 随着精子尾部的则 运动缓慢地逆 。时针转动

卵子的外 被一层透明的薄膜保层着， 使它看护 这

起来像一个 浮悬在天体中的漂亮的星球。

精子 入卵子 试图进精子 入卵子 试图进

此时此时 , , 精子的 已 去了头 经钻进精子的 已 去了头 经钻进 , , 我 可以看们还我 可以看们还到它的中部和尾部，它就像一个不断旋 的转 钻头到它的中部和尾部，它就像一个不断旋 的转 钻头，在尾巴拍打的 下，努力 入卵子。 驱动 进，在尾巴拍打的 下，努力 入卵子。 驱动 进

穿 放射冠：在卵子外 集聚有几十个精子，它过 围首先穿放射冠。们

穿 透明 ：过 带

几个精子同分解透明 ，时 带

但只有一个精子能穿 透明过 带进入卵子内，当第一个精子 入后进，透明 的穿透带性就立即 生发 变化，从而阻止其他精子穿越透明

。带

形成受精卵：

精子 入进卵子后，其 胞细核 大到和卵子变

胞核相似，精细子 胞核（雄原细核）和卵子 胞细核（雌原核）同

向 胞中部靠时 细，并相互融合拢

成一个 胞核，细称受精卵。这时

精、卵相遇

顶体反应 顶体酶释放

溶解卵丘细胞之间物质穿越放射

冠接触透明

带

顶体酶溶解透明带 穿越透明

带接触卵黄

膜

产生透明带反应

形成第一道屏障

精子被微绒毛抱合

精子外膜与卵黄膜融合

精子注入卵

精

子

注

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

尾部脱离核膜破裂

形成雄原核

激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体

形成雌原核

发育 移动 接触 合并

形成受精卵

受精完成的 志：标

雌、雄原核的融合。

细胞分裂方式为_______

细胞数目 ____

胚胎总体积 ______或略有 ____

每个细胞体积 _____

DNA数目 _____

有机物总量 _____

有机物种类 _____

少减

1 、卵裂期的特点：有 分裂丝

增加不 加增

小缩

减小加增

三、胚胎 育发

加增

根据胚胎形态的变化，分几个阶段：

受精卵 卵裂（包括 2 细胞期、 4 细胞期、

8 细胞、 16 细胞期、 32 细胞期） 桑椹胚

囊胚期 原肠胚期（包括内、中、外

三胚层和原肠腔） 幼体

2 、胚胎 育的 程发 过：

卵裂

囊胚期

滋养层：发育成胎膜和胎盘，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

：早期胚胎 育的几个 段归纳 发 阶

桑椹胚： 胞属于 。细

囊胚： 胞 始 ； 将来 育成细 开 发

， 将来 育成胎膜、胎 ，出发 盘

后， 一 大会 致 。现 进 步扩 导

原 胚：内 胞 形成肠 细 团

， 胞形成 ，出 。细 现

全能 胞细

分化 内 胞细 团各种组织 滋养层

囊胚腔

孵化

表皮的 胞细

外胚层 下方的 内胚 层

原 腔肠

受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚

囊胚腔原 腔肠

原 胚肠

外胚层

中胚层

内胚层

——————— 内胚 ——中胚 ——原 胚层 层 肠

胚的 育：发

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 胚（内含原 腔）肠 肠

胎儿形成

：在透明 内带 行有 分裂， 胞数量不断进 丝 细加，但胚胎 体 并不 加，或略有 少增 总 积 增 减

。：由具有全能性 胞 成， 胞数在细 构 细 32 个左右，排列 密，形似桑椹紧

内 胞 ： 育成胎儿各细 团 发 组织

滋 胞： 育成胎膜和胎养层细 发盘

：最初 育在 卵管 行有 分裂发 输 进 丝

胚胎 育发

滋养层外胚层中胚层内胚层原 腔肠

原 胚肠 3 胚 的 育层 发

外表神经和感官；内呼消化胰与肝；其余都为中胚层

外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体中胚层：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

1. 表中 物的胚胎在 入子 育程度哪种动 进 宫时发最高？

提示：马的胚胎 入子 育程度进 宫时发 最高，其次小鼠为 。

2. 将体外培 的 胚胎移植到母 子 ，养 马 马 宫时 应选什 段的胚胎？如果 成牛又 怎 理？择 么阶 换 该 样处

提示：马应选择囊胚 段的胚胎。牛在自然情况阶下，胚胎 然最早可在虽 8~16 胞 段 入子细 阶 进 宫，但 了提高移植后胚胎的 育率和妊娠率，在为 发

践中通常用 育到囊胚 段的胚胎 行移植实 发 阶 进 。

料分析资 : （教材 P67 ）

3. 什 于 物的体内受精和胚胎 育的研为 么说关 动 发究，会 胚胎工程提供理 基 ？ 合本 内为 论 础 请结 节容 例 明。举 说

提示：胚胎工程的 多技 都是在了解哺乳 物许 术 动自然条件下受精和早期胚胎 育的基 上 的。发 础 实现本 及的哺乳 物体内受精和胚胎 育都是在节涉 动 发自然条件下的特点和 律，人 正是在 了规 们 认识 这些自然 律的基 上，在体外 行有效的模 ，规 础 进 拟才使卵母 胞能在体外成熟；精子能在体外完成细

能； 能精子和成熟卵母 胞能在 管内完成获 获 细 试受精；体外受精卵能在人工培 条件下 育养 继续发等， 些都有 于体内自然条件下的基 研究成这 赖 础果。

障碍的精子 于与卵子相遇经过种种 终障碍的精子 于与卵子相遇经过种种 终

精子 入卵子 试图进精子 入卵子 试图进

此时此时 , , 精子的 已 去了头 经钻进精子的 已 去了头 经钻进 , , 我 可以看们还我 可以看们还到它的中部和尾部，它就像一个不断旋 的转 钻头到它的中部和尾部，它就像一个不断旋 的转 钻头，在尾巴拍打的 下，努力 入卵子。 驱动 进，在尾巴拍打的 下，努力 入卵子。 驱动 进

穿 放射冠：在卵子外 集聚有几十个精子，它过 围首先穿放射冠。们

穿 透明 ：过 带

几个精子同分解透明 ，时 带

但只有一个精子能穿 透明过 带进入卵子内，当第一个精子 入后进，透明 的穿透带性就立即 生发 变化，从而阻止其他精子穿越透明

。带

形成受精卵：

精子 入进卵子后，其细胞核 大到和变卵子 胞核相细似，精子 胞细核（雄原核）和卵子 胞核细（雌原核）同

向 胞中部时 细靠 ，并相互拢融合成一个细胞核， 称这时受精卵。

充 活力的精子满

受精后 8 天。胚芽完成 " 着陆 ", 微微嵌入子 内膜。此 它分裂 育 几百个 胞宫 时 发 为 细 。

受精后 6 星期，人形已 可 。 ，胚胎隐约 见 这时的心跳 分每 钟 140—150 下．是母 心跳的亲 两倍。

人 胚胎第类 8 周 在子 内的照片 时 宫

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 。

精子的形成过程

精原细胞（ 2n)有丝分裂

精原细胞 (2n)增殖

初级精母细胞 (2n)

染色体复制，细胞滋长

次级精母细胞 (n)

联会 四分体 同源染色体分离非姐妹染色单体交叉互换非同源染色体自由组合

精子细胞 (n)

染色单体分离

精子 (n)

变形

（一）

（二）

卵细胞的形成过程

卵原细胞 (2n)

初级卵母细胞 (2n)

次级卵母细胞(n)

第一极体 (n)

第二极体 (n)

卵细胞(n)

第一次分裂

第二次分裂