第3节胚胎工程2.3.1胚胎工程的理论基础

胚胎工程指对生殖细胞、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。操作对象目的技术手段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、受精受精定义阶段场所受精前的准备阶段受精阶段指精子和卵子结合形成合子（受精卵）的过程。准备阶段Ⅰ——精子获能准备阶段Ⅱ——卵子的准备输卵管内

一、受精（1）概念：科学研究发现，刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”（2）精子获能的方法①直接利用雌性动物的生殖道②培养在人工配制的获能液牛猪绵羊马成熟精子和几种主要家畜的精子示意图头颈线粒体鞘尾肝素Ca2＋载体（精子大小与动物体型大小无关）1.准备阶段1——精子获能

（1）不同动物排出的卵子成熟程度不同卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞马、犬等少数哺乳动物排出的卵子是初级卵母细胞猪、羊等多数哺乳动物排出的卵子是次级卵母细胞马、犬排卵猪、羊排卵2.准备阶段2——卵子的准备

（2）卵子的成熟MⅡ期卵母细胞透明带卵细胞膜核（纺锤体—染色体复合物）第一极体卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。2.准备阶段2——卵子的准备排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。

透明带卵细胞膜核第一极体精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）精子接触卵细胞膜雄原核雌原核第一极体放出的第二极体精子入卵后形成雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核雌、雄原核靠近雌、雄原核结合形成合子（受精卵）3.受精阶段

3.受精阶段（1）精子穿越卵细胞膜外结构获能后的精子与卵子在输卵管相遇释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构（如透明带）借助精子自身运动精子接触卵细胞膜

（2）透明带反应在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外面的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。阻止多精入卵的第一道屏障

（3）精子入卵精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。阻止多精入卵的第二道屏障精子外膜与卵细胞膜融合，精子入卵。3.受精阶段

（4）雌雄原核的形成雄原核的形成：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，形成一个比原来精子的核还大的核。雌原核的形成：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。雄原核雌原核第一极体放出的第二极体3.受精阶段

（5）雌、雄原核融合，受精卵形成雌、雄原核充分发育相向移动，彼此靠近核膜消失，形成含有两个染色体组的合子，受精卵形成。雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即将开始受精卵遗传物质的来源核DNA：精子和卵子各提供一半质DNA：几乎全部来自卵子

二、胚胎早期发育次级卵母细胞受精卵2细胞期4细胞期8细胞期桑葚胚囊胚1.场所输卵管、子宫2.分裂方式有丝分裂卵裂胚胎发育早期，有一段时间在透明带内进行，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。

二、胚胎早期发育受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚囊胚原肠胚卵裂期在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。（1）卵裂期分裂方式：项目变化细胞数目胚胎的总体积每个细胞体积DNA总量每个细胞内的DNA总量有机物总量增加减小增多不变减少不增加有丝分裂受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚

二、胚胎早期发育受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚囊胚原肠胚(2)桑葚胚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。这一阶段及之前的每个细胞都具有全能性，属于全能干细胞（胚胎干细胞）。受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚桑葚

二、胚胎早期发育受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚囊胚原肠胚（3）囊胚①结构胚胎进一步发育，细胞开始分化。Ⅰ.滋养层内细胞团滋养层囊胚腔透明带Ⅲ.囊胚腔：Ⅱ.内细胞团胚胎的内部出现含有液体的腔。——发育成胎膜和胎盘——发育成胎儿的各种组织滋养层细胞已经分化内细胞团的细胞未分化，可以作为胚胎干细胞的来源。

二、胚胎早期发育受精卵2细胞胚4细胞胚8细胞胚桑葚胚囊胚原肠胚②孵化：囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，叫做孵化。如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。（3）囊胚桑葚胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。

二、胚胎