第三章胚胎工程
第一节动物胚胎发育的基本过程
1．简述动物胚胎发育的基本过程。(重点)
2．简述胚胎工程的理论基础。(难点)
1．含义
精子与卵细胞结合形成受精卵的过程。
2．场所
哺乳动物及人的受精部位一般发生在输卵管上段。
3．过程
→受精卵
4.意义
对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传都具有重要意义。
5．实质
受精的实质是精子的精核和卵细胞的卵核融合的过程。
[合作探讨]
探讨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？
提示：不是。可以从两方面说明这一问题：其一，在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，可以说是动物为繁殖后代、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，在通过母畜生殖道的过程中，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。
探讨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？
提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，参与精、卵结合，也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。精子的线粒体在精子形成过程中，集中于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
探讨3：精子和卵子的发生有哪些主要不同？
提示：由一个精原细胞经减数分裂最后可产生四个精子，一个卵原细胞只能生成一个卵子；精子的形状为蝌蚪状，卵子为球形。多数哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的。
[思维升华]
1．受精前的准备
(1)精子的获能
成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，此过程叫获能。
(2)卵细胞的准备
卵细胞要在输卵管中进一步成熟，发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。
2．受精过程
受精是精子与卵细胞结合并形成受精卵的过程。受精时，精子的头部进入卵细胞的细胞质，并迅速膨大，出现核仁、核膜，精子和卵细胞的细胞核相互融合，形成一个细胞体。
1．用显微镜检查蛙的器官，其中有一些细胞正在分裂，有的进行有丝分裂，有的进行减数分裂。这一器官最可能是( )
A．肝脏B．睾丸
C．脾脏D．肾脏
【解析】高等动物细胞的减数分裂发生在性腺内。
【答案】 B
2．阅读短文，回答(1)～(4)题。
高等动物的后代都是通过两性生殖细胞的两两结合发育而成的。但是，随着科学的发展，人们用人工的方法在鱼类和两栖类中获得了单性后代。例如，我国著名的实验胚胎学家朱冼教授，用玻璃细丝刺激蟾蜍产生的卵子①，经过多年实验，前后获得了23只无父亲的小蟾蜍②，其中一只小蟾蜍在次年顺利地产出了3 000多枚卵子③，受精后发育良好，并获得了新一代的小蟾蜍800多只④，这就是世界上第一批没有外祖父的蟾蜍。用这种方法获得的后代，也叫做雌核发育。
(1)卵产生的方式是____________。
(2)小蟾蜍②的性状和谁相似？________。原因是______________________
_______________________________________________________________。
(3)卵子③的遗传物质和卵子①的遗传物质是否一样？____________。原因是_________________________________________________________________。
(4)新一代小蟾蜍的遗传物质和②中小蟾蜍的遗传物质是否完全一样？______________。原因是_______________________________________________ _______________________________________________________________。
④中小蟾蜍的性别是_____________________________________________。
【答案】(1)减数分裂(2)母体小蟾蜍的遗传物质完全来自母体(3)基本一样产生卵子③的蟾蜍是由卵子①经无性生殖发育来的(4)不完全一样这些小蟾蜍是由卵子③受精发育而来的，遗传物质由卵子③和外源精子共同提供，因而发生了重组雌性或雄性
1．卵裂
(1)含义
受精卵形成后而进行有序的有丝分裂的过程。
(2)特点卵裂球越来越小卵裂速度卵黄含量低的一极高于卵黄含量高的一极总体积基本不变
(3)过程
卵裂到一定程度则形成囊胚。其中间的腔称为囊胚腔；囊胚中将来发育成幼体的结构是内细胞团；将来发育成绒毛膜、胎盘等胚外组织的是外部细胞。
2．原肠作用与器官形成
(1)原肠作用
①囊胚形成后，一部分细胞迁入形成内胚层和中胚层，留在外面的成为外胚层，结果形成了具有三个胚层的原肠胚，其中形成最晚的胚层是中胚层。
②各胚层将按各自的发育途径分裂和分化为相应的细胞和组织。
(2)器官形成
①三个胚层建立之后就孕育着各种器官原基的形成过程，其中最先形成的是脑和脊髓原基——神经管。
②神经组织等由外胚层发育而来，骨骼肌、血液等由中胚层发育而来，小肠上皮等由内胚层发育而来。
[合作探讨]
资料分析
各种动物受精卵发育及进入子宫的时间
