(
课件网) 第二章 细胞工程 2.3.1 胚胎工程的理论基础 从社会中来 我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的两种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛， 一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？ 可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎，然后移植给代孕母牛生下后代。 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。 操作对象 目的 技术种类 操作水平 主要集中在细胞水平上 工程实质 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。 理论基础 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 一、胚胎工程 为什么要进行胚胎工程？ 哺乳动物自身繁殖率低 畜牧业上需要快速大量繁殖良种家畜 体外受精 早期胚胎培养 胚胎分割 胚胎移植 短内时间内可产生大量后代 胚胎工程 一、胚胎工程 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 二、受精 (1)场所：在雄性动物的 内完成。 (2)时期：从 开始到 衰退。 睾丸 初情期 生殖机能 精细胞 次级精母细胞 初级精母细胞 大量精原细胞 精子 精原细胞 有丝 分裂 染色体复制 变形 减数分裂前 减数 分裂 曲细精管 附睾 输精管 MⅠ分裂 MⅡ分裂 （整个过程连续进行，不间断） 二、受精 精子的发生 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ①顶体的发生 细胞核 高尔基体 细胞质 线粒体 ②尾的发育 发育中的顶体 中心体演变成尾 ⑤精子形成 顶体 头 原生质滴 线粒体鞘 尾 精子的变形过程 二、受精 成熟精子含有的细胞质很少 思考：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？ （1）细胞核是精子储存遗传物质的场所，决定后代的遗传特性， 它参与受精过程。 （2）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。 不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。 几种主要家畜的精子示意图 二、受精 精子获能现象的发现 张明觉 1951年，他发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张—奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。 1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的《自然》杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。 二、受精 （1）概念： 刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的 发生 后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能” 生殖道 相应的生理变化 （2）研究精子获能机制的意义： 实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为 的建立奠定了基础。 体外受精技术 准备阶段1 ———精子获能 二、受精 研究精子获能机制 找到精子在体外获能的方法 实现哺乳动物精子体外获能 为体外受精奠定了重要基础 直接利用雌性动物的生殖道使精子获能 将精子培养在人工配制的获能液中使其获能 获能液中的有效成分有：肝素、Ca2+载体等。 精子获能实质是指精子获得受精“能力” ... ...
