一. 教學內容：
第三章 胚胎工程
第一節(jié) 胚胎工程的應用及前景
二. 學習內容：
本周學習關于精卵的發(fā)生和受精，重點在對全過程的把握，而弄清楚精子變形、卵泡形成、卵子成熟的兩次減數分裂場所及時間、精子的頂體反應，卵子的透明帶反應、卵黃膜的封閉作用及雄、雌原核的形成等生理活動，是本部分知識掌握的關鍵。關于早期胚胎發(fā)育，講述了受精卵—卵裂—桑椹胚—囊胚—原腸胚及胚層分化—胎兒雛形形成的過程，以及各時期的重要特點。其中需重點掌握桑椹胚細胞的全能性，囊胚具有分化能力的內細胞團等內容，因為它們與后續(xù)內容中的胚胎移植、胚胎分割密切相關。
三. 學習重點
（1）精子形成過程
（2）卵子形成過程
（3）受精作用
（4）胚胎發(fā)育
四. 學習難點
（1）精子和卵子的形成過程
（2）受精作用和胚胎發(fā)育
五. 學習過程：
知識結構
胚胎工程的建立
場所：睪丸的曲細精管
時間：從初情期開始，到生殖機能衰退
精子的發(fā)生 1）精原細胞→多個初級精母細胞（通過數次有絲分裂）
過程 2）1個初級精母細胞→2個次級精母細胞→4個精子細胞（通過減數分裂，即MI和MII）
3）精子細胞→精子（通過變形）
場所：卵巢
時間：從胎兒時期開始（胎兒時期完成了卵泡的形成和在卵巢內的儲備）
卵子的發(fā)生 1）卵原細胞→初級卵母細胞（胎兒期完成）
過程 2）1個初級卵母細胞→1個次級卵母細胞＋第一極體（排卵前后完成）
3）1個次級卵母細胞→1個卵子＋第二極體（精子和卵子結合過程中完成）
概念：精子和卵子結合成合子（受精卵）的過程。
受精 場所：雌性的輸卵管內
1）受精前的準備階段1：精子獲能
過程 2）受驚前的準備階段2：卵子的準備
a.精子穿越放射冠和透明帶：頂體反應，透明帶反應
3）受精階段 b.進入卵黃膜：卵黃膜封閉作用
c.原核形成和配子結合
卵裂期：細胞在透明帶中進行有絲分裂
早期胚胎發(fā)育 桑椹胚：胚胎細胞達32個左右，每一個細胞都是全能細胞
囊胚：有囊胚腔，出現了囊胚從透明帶中伸展出來的孵化過程
原腸胚：內細胞團細胞形成外胚層和內胚層，滋養(yǎng)層發(fā)育成胎膜和胎盤，內胚層包圍著原腸腔
（一）哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點和不同點
相似之處：細胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數量；經過兩次減數分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。
不同之處：由一個精原細胞分裂最后可產生多個精子；一個卵原細胞最后只能生成一個卵子；精子的形狀為蝌蚪狀，卵子為球形。
特別提醒：精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內的貯備是在胎兒出生前完成。
（二）精子的變形過程：
細 胞 核 → 精子頭的主要部分
高爾基體 → 頭部的頂體
精子細胞 中 心 體 → 精子的尾 精子（包括頭、頸、尾）
線 粒 體 → 精子尾基部的線粒體鞘膜
其他物質 → 原生質滴（最后脫落）
注意：不同動物的精子形態(tài)相似、大小不同，動物精子的大小與動物的體型大小無關，多數家畜精子在睪丸內形成的時間為兩個月。
（三）卵子發(fā)生過程中的注意事項：
卵子發(fā)生在卵巢內完成，正常情況下，1個卵泡只能形成1個成熟的卵子；
胚胎性別分化后，胎兒時期卵原細胞增殖，演變?yōu)槌跫壜涯讣毎ㄐ纬陕雅荩?/span>
動物排卵前后完成減數第一次分裂，排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出；
剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數第一次分裂，需要在輸卵管內進一步成熟（極體也進入）；
減數第二次分裂的中期，次級卵母與精子在輸卵管內結合完成受精過程；
第二次分裂在精子和卵子結合的過程中完成；
判斷卵子是否受精的重要標志是卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到2個極體。
（四）精子在雌性生殖道內是如何獲能的
受精作用分兩個階段，在輸卵管內完成：準備階段（精子獲能、卵子準備）、受精階段剛排出的精子不能立即與排出的卵子受精，必須在雌性動物生殖道內發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力（1951年，張明覺、奧斯汀發(fā)現），稱為“精子獲能”；卵子在排出2—3小時后才能被精子穿入，卵子受精前也要經過類似精子獲能的過程；動物排出的卵子成熟程度不同，可能是初級卵母細胞，也可能是次級卵母細胞，都要在輸卵管內成熟，達到減數第二次分裂中期時才能與精子結合；精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。 精清中含有一種能抑制精子獲能的物質，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當交配后精液進入雌性動物的生殖道時，由生殖道分泌產生一種物質解除對精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動物生殖道內獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管。精子穿過放射冠、透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結合
（五）頂體反應
獲能后的精子，在雌性動物生殖道與卵子相遇時，出現精子頂體膨大，精子質膜（外膜）和頂體外膜局部融合，并在融合處形成一些泡狀物，隨后脫落，造成精子頂體外膜出現孔洞，使頂體內儲存的與受精有關的酶釋放出來，參與精子和卵子的受精過程，這種生理現象叫頂體反應。
精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞間的物質，形成穿越放射冠的通路；頂體酶將透明帶溶出一條通道，精子借自身運動穿越透明帶；
精子接觸卵黃膜，產生透明帶反應，阻止后來精子進入透明帶；精子被卵黃膜微絨毛抱合，精子外膜與卵黃膜融合，精子入卵，產生卵黃膜封閉作用；
（六）防止多精入卵受精的兩道屏障
屏障一：透明帶反應。當精子越過放射冠，進入透明帶并接觸卵黃膜的瞬間，卵子發(fā)出指令（信號），產生阻止后續(xù)的精子進入透明帶的生理反應。
屏障二：卵黃膜封閉作用。當第一個精子進入卵黃膜后，會立即引起卵黃膜的緊縮、增厚，產生阻止其他精子進入卵內與卵子結合受精的生理反應，也叫做多精子入卵阻滯。
（七）哺乳動物桑椹胚、囊胚和原腸胚主要特點
胚胎發(fā)育的早期有一段時間在透明帶內進行，這一時期稱為卵裂，有絲分裂，細胞數量增加，胚胎總體積不變或減少；
桑椹胚——細胞數在32個左右，細胞排列致密，形似桑椹，由具有發(fā)育全能性的細胞構成。
囊胚——出現了細胞分化，聚集于一端個體較大的細胞為內細胞團（ICM），將發(fā)育為胎兒本身；沿透明帶內壁擴展和排列的個體小的細胞為滋養(yǎng)層細胞，將發(fā)育為胎膜和胎盤，為胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。胚胎進一步發(fā)育，出現含液體的囊胚腔，進一步擴大，導致透明帶破裂，稱孵化；
原腸胚——具有三個胚層，內細胞團表層細胞形成外胚層，下方細胞形成內胚層，內胚層包圍的腔稱原腸腔，滋養(yǎng)層發(fā)育為胎膜和胎盤。
【模擬試題】
1. 一個卵泡中能形成成熟的卵子的個數是（ ）
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
2. 排卵是指（ ）
A. 卵泡從卵巢中排出 B. 卵子從卵泡中排出
C. 卵子從卵巢中排出 D. 卵子從輸卵管中排出
3. 排卵時，細胞處于（ ）時期
A. 卵原細胞 B. 初級卵母細胞 C. 成熟卵細胞 D. 次級卵母細胞
4. 初級卵母細胞的第一次減數分裂完成于（ ）
A. 排卵前后，在卵巢內 B. 受精前，在卵巢內
C. 排卵前后，在輸卵管 D. 受精時，在輸卵管內
5. 次級卵母細胞的第二次成熟分裂完成于（ ）
A. 排卵前，在卵巢內 B. 受精前，在輸卵管內
C. 排卵后，在腹腔內 D. 受精時，在輸卵管內
6. 內細胞團（ICM）出現于（ ）
A. 原腸胚期 B. 卵裂時 C. 囊胚期 D. 桑椹胚期
7.（02上海）精原細胞增殖的方式是（ ）
A. 無絲分裂 B. 有絲分裂 C. 減數分裂 D. 有絲分裂和減數分裂
8. 下列關于生精細胞的論述中，哪一項是錯誤的（ ）
A. 精原細胞不斷分裂，一部分作為干細胞，一部分分化為初級精母細胞
B. 精母細胞經歷兩次成熟分裂
C. 精子是由精子細胞經過減數分裂來的
D. 精子細胞與精子的染色體數目是相同
E. 次級精母細胞中有22條常染色體及二條性染色體
9. 進行第二次減數分裂（成熟分裂）后形成的細胞是（ ）
A. 精子 B. 精原細胞 C. 初級精母細胞
D. 次級精母細胞 E. 精子細胞
10. 關于次級精母細胞的描述，哪一項是錯誤的（ ）
A. 由初級精母細胞經第一次成熟分裂而來
B. 一次分裂后形成兩個精子細胞
C. 存在的時間很短
D. 染色體數目為23+X或Y
E. 細胞體積最大
11. 細胞內沒有同源染色體的是（ ）
A. 肌細胞 B. 精原細胞 C. 初級精母細胞 D. 次級精母細胞
12. 哺乳動物的卵細胞比精子大得多，其生物學意義是（ ）
A. 有利于受精作用 B. 有利于胚胎發(fā)育
C. 有利于胚后發(fā)育 D. 有利于減數分裂
13. 透明帶破裂發(fā)生于（ ）
A. 原腸胚期 B. 卵裂時 C. 囊胚期 D. 桑椹胚期
14. 受精卵的細胞分裂稱（ ）
A. 卵裂 B. 無絲分裂 C. 減數第一次分裂 D. 減數第二次分裂
15. 透明帶反應發(fā)生在（ ）
A. 排卵時 B. 精子與放射冠接觸時
C. 頂體釋放酸性水解酶后 D. 精子進入卵子后
16. 關于受精，何項錯誤（ ）
A. 受精發(fā)生在輸卵管
B. 受精前精子和卵子已完成第二次成熟分裂
C. 精子細胞膜與卵子細胞膜融合
D. 精子進入卵子后，發(fā)生透明帶反應
17. 哺乳動物胚胎發(fā)育是指（ ）
A. 受精卵發(fā)育成囊胚 B. 囊胚發(fā)育成原腸胚
C. 幼體發(fā)育為成體 D. 受精卵發(fā)育成幼體
18. 下列關于動物胚胎發(fā)育過程的敘述中，錯誤的是（ ）
A. 胚胎發(fā)育的起點是受精卵
B. 胚胎發(fā)育過程包括細胞的分裂與分化
C. 受精卵首先通過卵裂發(fā)育成囊胚
D. 原腸胚具備內、外兩個胚層
19.（多選）精子入卵后，發(fā)生的變化是（ ）
A. 精子完成第二次減數分裂，形成雄原核
B. 精子發(fā)生頂體反應
C. 激發(fā)透明帶反應
D. 卵子完成第二次減數分裂，形成雌原核
E. 雌、雄原核靠攏融合，透明帶隨即消失
20.（多選）精子獲能后，發(fā)生的變化是（ ）
A. 完成第二次成熟分裂 B. 可以釋放頂體酶
C. 能穿越放射冠 D. 能穿越透明帶
E. 其核能進入卵細胞內
21.（多選）受精過程包括（ ）
A. 精子細胞膜與卵細胞膜接觸并融合
B. 精子細胞核進入卵細胞內
C. 卵子完成第二次減數分裂
D. 發(fā)生透明帶反應
E. 精子的核與卵子的核靠攏，核膜消失，染色體混合
22.（多選）受精的意義是（ ）
A. 啟動細胞分裂 B. 維持了雙親的遺傳特性
C. 恢復二倍體 D. 具有與親代不完全相同的性狀
E. 決定遺傳性別
23.（多選）早期胚胎的發(fā)育，以形態(tài)特征大體可分為（ ）
A. 桑椹期 B. 囊胚期 C. 原腸期 D. 卵裂期
24. 受精時精子穿入（ ）
A. 卵原細胞 B. 初級卵母細胞 C. 次級卵母細胞 D. 成熟卵細胞
25. 防止多精受精的第一道屏障是（ ）
A. 透明帶反應 B. 卵黃膜封閉 C. 滋養(yǎng)層封閉 D. 頂體反應
26. 防止多精受精的第二道屏障是（ ）
A. 透明帶反應 B. 卵黃膜封閉 C. 滋養(yǎng)層封閉 D. 頂體反應
27. 某雌性哺乳動物的卵巢中有初級卵母細胞300個，從理論上計算，經減數分裂所產生的卵細胞和極體數分別是（ ）
A. 300和600 B. 300和900 C. 600和1200 D. 600和1800
28. 排卵時，從卵巢排出的是（ ）
A. 成熟的卵細胞
B. 成熟的卵細胞和透明帶
C. 成熟的卵細胞、透明帶和放射冠細胞
D. 成熟的卵細胞、透明帶和放射冠細胞和卵泡液
E. 以上都不是
29. 生長在卵泡內的卵母細胞處于（ ）
A. 第一次減數分裂前期 B. 第二次減數分裂前期
C. 第一次減數分裂中期 D. 第二次減數分裂中期
E. 第一次減數分裂末期
30. 排出的卵處于（ ）
A. 第一次減數分裂前期 B. 第一次減數分裂中期
C. 第二次減數分裂前期 D. 第二次減數分裂中期
E. 完成第二次減數分裂
31.（03上海）4個精原細胞經過減數分裂，形成（ ）
A. 4個二倍體精細胞 B. 8個單倍體的精細胞
C. 16個單倍體的精細胞 D. 4個單倍體的精細胞
32. 哺乳動物胚胎發(fā)育的主要階段依次為（ ）
A. 受精卵形成、卵裂、原腸胚、囊胚、胚層分化、中胚層和體腔形成、幼體
B. 受精卵形成、卵裂、囊胚、原腸胚、中胚層和體腔形成、胚層分化、幼體
C. 卵裂、原腸胚、囊胚、中胚層及體腔形成、胚層分化、幼體
D. 卵裂、囊胚、原腸胚、中胚層及體腔形成、胚層分化、幼體
33. 下列關于人體的胚胎發(fā)育過程的說法中，不正確的是（ ）
A. 整個胚胎發(fā)育過程可以分為3個階段
B. 內胚層和外胚層都是由胚盤發(fā)育而來的
C. 胚胎期發(fā)育結束時，各器官原基都已經形成
D. 受精卵到了子宮以后開始進行分裂，形成細胞團
34. 將來能發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤的結構是（ ）
A. 原腸胚 B. 胚泡 C. 桑椹胚 D. 滋養(yǎng)層 E. 內細胞群
35. 粗糙脈孢菌的單倍體細胞中具有7條染色體，兩個不同類型的粗糙脈孢菌A和a融合后成為二倍體，隨即發(fā)生典型的減數分裂，緊接著又進行一次有絲分裂。此過程最終形成的子細胞及每個子細胞中的染色體數分別為（ ）
A. 8個、7條 B. 8個、14條 C. 4個、7條 D. 4個、14條
36. 以下是有關細胞核型的問題：
（1）初級精母細胞的核型_____________
（2）精子的核型是________________
（3）次級卵母細胞的核型是_______________
（4）極體的核型是______________
（5）成熟卵子的核型是_______________
A. 23，Y B. 23，X C. 兩者均是 D. 兩者均非
37. 下圖表示蛙的受精卵發(fā)育至囊胚過程中，DNA總量、每個細胞體積、所有細胞體積之和、有機物總量的變化趨勢（橫坐標為發(fā)育時間）。其中正確的是（ ）
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
38. 下圖為男性曲細精管橫切面模式圖，表示由精原細胞（a）生成精子的過程。圖中可能含有46條染色體的細胞是（ ）
A. 細胞a B. 細胞b
C. 細胞c D. 細胞d
39. 請回答下列問題：
（1）受精卵的有絲分裂，稱_______，所產生的子細胞稱_______，后者構成的實心胚稱_______，該實心胚進入子宮腔后，細胞間出現裂隙，融合形成囊泡狀的結構，稱_______或_______。
（2）囊胚表面是單層扁平細胞，稱_______，中央的腔稱_______，腔內含有的液體稱_______，在腔的一端有一團細胞，稱_______，其附著處的細胞稱為_______。
（3）生殖細胞包括___________和___________，均為僅有______條染色體的單倍體細胞，其中______條是性染色體。
【試題答案】
1. A 2. B 3. D 4. A 5. D 6. C 7. D 8. C 9. D
10. E 11. D 12. B 13. C 14. A 15. D 16. B 17. A
18. D 19. CD 20. BCDE 21. ABCDE 22. ABCDE 23. ABC 24. C
25. A 26. B 27. C 28. E 29. A 30. B 31. C 32. C 33. D
34. D 35. A 36.（1）C （2）C （3）B （4）B （5）B 37. A 38. AB
39.（1）卵裂 卵裂球 桑椹胚 胚泡 囊胚
（2）滋養(yǎng)層 胚泡腔 胚泡液 內細胞群 極端滋養(yǎng)層
（3）精子 卵子 23 1
