优质课胚胎工程复习课件

专题三专题三 胚胎工程胚胎工程l操作对象：早期胚胎或配子操作对象：早期胚胎或配子l技术手段：胚胎移植、体外受精、技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等l理论基础：理论基础：P84P84胚胎工程的概念胚胎工程的概念:知识网络构建知识网络构建:胚胎工程胚胎工程胚胎工程的应用胚胎工程的应用胚胎移植胚胎移植胚胎分割胚胎分割基本程序基本程序移植的生理学基础移植的生理学基础体外受精和早期体外受精和早期胚胎培养胚胎培养试管动物技术试管动物技术体外受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养体内受精和早期体内受精和早期胚胎发育胚胎发育精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生受精受精早期胚胎发育早期胚胎发育胚胎干细胞胚胎干细胞一、体内受精和早期胚胎发育一、体内受精和早期胚胎发育（一）、精子和卵子的发生（一）、精子和卵子的发生（二）、受精（二）、受精（三）、胚胎发育（三）、胚胎发育（一）（一）1、精子的发生、精子的发生1 1）、场所：）、场所：2 2）、时期：）、时期：3 3）、过程：）、过程：睾丸（的曲细精管）睾丸（的曲细精管）从从初情期初情期开始直到开始直到生殖功能生殖功能衰退衰退发生的过程大体可分为发生的过程大体可分为三个三个阶段阶段精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子MM第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段MM精精子子发发生生的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形精子细胞变形中的主要变化：精子细胞变形中的主要变化：1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘线粒体鞘(尾的基部尾的基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最后最后脱落脱落)2.2.卵子的发生卵子的发生l1)1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢l2)2)时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退l减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成；减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成；减减数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成。数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成。卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体（一般不分裂）第一极体（一般不分裂）次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失卵卵子子发发生生过过程程M排卵前后完成排卵前后完成在受精过程完成在受精过程完成被卵泡细胞包被卵泡细胞包围围,形成卵泡形成卵泡胎胎儿儿期期完完成成（卵丘细胞群）（卵丘细胞群）卵细胞膜卵细胞膜第一极体第一极体非细胞结构的胶状糖蛋白非细胞结构的胶状糖蛋白卵卵子子的的结结构构哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N 表示染色体组）。表示染色体组）。据图分析，下列叙述错误的是（据图分析，下列叙述错误的是（）A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B细胞细胞III 只有在精子的作用下才能形成成熟卵子只有在精子的作用下才能形成成熟卵子CII、III 和和IV 细胞分裂后期染色体数目相同细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞培育转基因动物应选择细胞IV 作为受体细胞作为受体细胞C总结：总结：1 1、一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。、一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。2 2、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡 从卵巢中排出。从卵巢中排出。3 3、刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成、刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成 减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步 成熟。成熟。P63项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生区别区别处所处所时间时间过程特点过程特点结果结果是否变形是否变形重要区别重要区别相同点相同点睾丸睾丸卵巢、输卵管卵巢、输卵管初情期后初情期后胎儿期、初情期后胎儿期、初情期后连续的，需变连续的，需变形；细胞质均形；细胞质均等分配等分配MM是不连续的，是不连续的，不需变形；细胞质不不需变形；细胞质不均等分配均等分配4个精子个精子一个卵子和一个卵子和3个极体个极体需要需要不需要不需要发生的时期和场所发生的时期和场所原始生殖细胞的增殖为有丝分裂原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟细胞均经一次复制和两次分裂，成熟细胞均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半子细胞中染色体数目减半 1.有丝分裂有丝分裂2.减数分裂减数分裂 3.*变形变形卵子卵子1.有丝分裂有丝分裂2.减数分裂减数分裂*胎儿期胎儿期减数分裂减数分裂I-*排卵前后排卵前后减数分裂减数分裂II-*受精受精过程过程*初情期初情期*初情期初情期核头部主要结构核头部主要结构高尔基体顶体高尔基体顶体中心体尾中心体尾线粒体线粒体鞘膜线粒体线粒体鞘膜*卵子结构卵子结构放射冠放射冠-卵泡细胞卵泡细胞透明带透明带-非细胞结构的糖蛋白非细胞结构的糖蛋白卵黄膜卵黄膜卵细胞膜卵细胞膜一个极体一个极体*精精子子和和卵卵的的发发生生精子精子小结小结:（二）受精（二）受精1 1、受精部位、受精部位:2 2、受精标志、受精标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体时。时。输卵管输卵管受精完成的标志是：雌受精完成的标志是：雌雄原核融合雄原核融合 例题类比辨析：例题类比辨析：例例6：受精的标志是（：受精的标志是（）A卵黄膜和透明带间出现两个极体卵黄膜和透明带间出现两个极体B精卵相遇，发生顶体反应精卵相遇，发生顶体反应C雌、雄原核融合雌、雄原核融合 D精子接触透明带精子接触透明带例例7：受精完成的标志是（：受精完成的标志是（）A卵黄膜和透明带间出现两个极体卵黄膜和透明带间出现两个极体B精卵相遇，发生顶体反应精卵相遇，发生顶体反应C雌、雄原核融合雌、雄原核融合 D精子接触透明带精子接触透明带CA3 3、过程、过程受精前的准受精前的准备阶段备阶段受精阶段受精阶段精子获能精子获能（在雌性动物生殖道）（在雌性动物生殖道）卵子获能卵子获能（达到减数第二次分（达到减数第二次分裂中期时才具备与精裂中期时才具备与精子受精的能力）子受精的能力）你能说出这是发育你能说出这是发育到什么时期的卵子到什么时期的卵子？减数分裂减数分裂II中期中期-成熟的可以受精成熟的可以受精的卵子的卵子不同动物排不同动物排出卵成熟度出卵成熟度不同不同:但只有但只有发育到发育到MII中期才可受中期才可受精。精。-*二)、受精阶段：(1)、顶体反应、顶体反应:顶体膨大顶体膨大,释放顶体酶溶解卵丘释放顶体酶溶解卵丘细胞间细胞间的物质的物质-精子通道精子通道（2）、透明带反应：）、透明带反应：-第一道屏障：第一道屏障：第一个精子第一个精子接触接触卵黄膜卵黄膜，透明带透明带的穿透性就立即的穿透性就立即发生发生变化变化（从而阻止其（从而阻止其他精子穿越透明带）他精子穿越透明带）-透明带反应。透明带反应。精子与卵黄精子与卵黄膜接触，卵膜接触，卵黄膜微绒毛黄膜微绒毛抱合精子抱合精子精子精子入卵后入卵后被被激活的卵子完激活的卵子完成减数分裂成减数分裂.（3）.卵细胞膜反应（卵黄膜卵细胞膜反应（卵黄膜封闭作用）封闭作用）-第第2道屏障：道屏障：精子精子入卵后入卵后，卵细胞膜发生变，卵细胞膜发生变化，阻止其他精子入卵。化，阻止其他精子入卵。雄原核（精核）雄原核（精核）雌原核（卵核）雌原核（卵核）(雄原核雄原核)(雌原核雌原核)受精卵。受精卵。(4).形成受精卵：形成受精卵：受精的标志？受精的标志？受精完成的标志是受精完成的标志是什么？什么？雌、雄原核雌、雄原核融合成合子融合成合子第极体的形成第极体的形成雌、雄原核是精子卵雌、雄原核是精子卵原来的细胞核吗？原来的细胞核吗？否，是原核膜破裂否，是原核膜破裂后形成的新核后形成的新核 下列关于受精过程的叙述，错误的是()A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C精子与卵黄膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂 A受精阶段受精阶段:1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 顶体反应顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞卵丘细胞 透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏第二道屏障障3)3)原核形成：原核形成：雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成4)4)配子结合：配子结合：雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子(受精卵受精卵)个体发育个体发育受精卵-卵裂期-桑椹胚期-囊胚期-原肠胚期 -胎儿-婴儿-成体生出生出组织器官分化组织器官分化早期胚胎发育早期胚胎发育胚胎发育胚胎发育(9周后为胎儿期周后为胎儿期)性成熟性成熟l早期胚胎发育受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚早期胚胎发育各阶段早期胚胎发育各阶段受精卵受精卵-卵裂期卵裂期-桑椹胚期桑椹胚期 -囊胚期囊胚期-原肠胚期原肠胚期囊胚囊胚(有囊胚腔有囊胚腔)原肠胚原肠胚(3个胚层、个胚层、原肠腔原肠腔)每个细胞每个细胞有全能性有全能性囊胚腔囊胚腔(含液体含液体)滋养层滋养层(细胞小细胞小)各种组织各种组织胎膜、胎盘胎膜、胎盘透明带透明带发育发育发育发育内细胞团内细胞团(细胞大细胞大)(破裂破裂-孵化孵化)桑椹胚桑椹胚(约约32个细胞个细胞)注意胚层注意胚层的位置的位置海星海星青蛙青蛙受精卵受精卵卵裂期卵裂期P66P66桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成由具有由具有全能细胞全能细胞(67)(67)构成，细胞数在构成，细胞数在3232个左右，排列紧密，形似桑椹个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：内细胞团：发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞：滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘：最初发育在最初发育在输卵管输卵管进行有丝分裂进行有丝分裂胚胎发育过程胚胎发育过程原肠腔原肠腔三胚层：三胚层：外胚层，中胚层，外胚层，中胚层，内胚层内胚层孵化孵化2、卵裂期的特点：、卵裂期的特点：细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积 或略有或略有_ 每个细胞体积每个细胞体积_DNADNA总数目总数目_有机物总量有机物总量_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加减少减少总结：总结：1 1、发育中的细胞分裂均为有丝分裂，、发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。2 2、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性高，、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期是胚胎分割的最佳时期3 3、桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，、桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割二、体外受精和早期胚胎培养二、体外受精和早期胚胎培养（一）、试管动物技术（一）、试管动物技术（二）、体外受精（二）、体外受精（三）、早期胚胎培养（三）、早期胚胎培养 是指通过人工是指通过人工操作使卵子和精子操作使卵子和精子在体外条件下在体外条件下成熟成熟和受精和受精，并通过，并通过培培养养发育成早期胚胎发育成早期胚胎后，再经后，再经移植移植产生产生后代的技术。后代的技术。（一）试管动物技术（一）试管动物技术（二）、体外受精（二）、体外受精过程过程采集精子采集精子采集卵母细胞采集卵母细胞获能获能培养培养受精卵受精卵1.1.卵母细胞的收集和培养卵母细胞的收集和培养2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 3.3.受精受精 在在获能溶液获能溶液或或专用的受精溶专用的受精溶液液中完成受精中完成受精过程。过程。1)1)收集的方法收集的方法:假阴道法假阴道法,手握法和手握法和电刺激等。电刺激等。2)2)获能处理获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪培养法：啮齿动物、家兔和猪 化学法：牛、羊化学法：牛、羊实验动物：实验动物：大家畜或大型动物：大家畜或大型动物：发育培养液发育培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。氨基酸、核苷酸以及动物血清等。（三）、胚胎的早期培养（三）、胚胎的早期培养胚胎发育到适宜的阶段时，可取胚胎发育到适宜的阶段时，可取出向受体移植或冷冻保存出向受体移植或冷冻保存胚胎的去向：胚胎的去向：l获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用l一定浓度的肝素或钙离子载体一定浓度的肝素或钙离子载体A23187A23187溶液：使精溶液：使精子获能子获能l专用的受精溶液：完成受精作用专用的受精溶液：完成受精作用l发育培养液：检查受精状况和受精卵的发育能力发育培养液：检查受精状况和受精卵的发育能力l动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞三、胚胎工程的应用及前景三、胚胎工程的应用及前景（一）、胚胎移植（一）、胚胎移植（二）、胚胎分割（二）、胚胎分割（三）、胚胎干细胞的培养（三）、胚胎干细胞的培养胚胎移植胚胎移植(胚胎工程的最终技术环节胚胎工程的最终技术环节)1 1、概念、概念:将雌性动物的早期胚胎将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方式或者通过其他方式得到的胚胎得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。性动物的体内，使之发育为新个体的技术。2 2、胚胎移植的生理学基础、胚胎移植的生理学基础P76P761)1)供体和受体相同的生理环境供体和受体相同的生理环境2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥4)4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变但遗传物质没有改变选择选择 供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）3 3、胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序4 4、胚胎移植的条件和时间和实质、胚胎移植的条件和时间和实质（1 1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。之间进行。（2 2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。相同。5 5、胚胎移植的意义、胚胎移植的意义P75P75 可充分发挥优秀个体的繁殖潜能，可充分发挥优秀个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量增加一生繁殖的后代数量1.1.概念概念:采用机械方法将早期胚胎切割成采用机械方法将早期胚胎切割成2 2等份等份,4,4等份或等份或8 8等份等等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的经移植获得同卵双胎或多胎的技术。技术。2.2.特点特点:后代具有相同的遗传物质（无性繁殖或后代具有相同的遗传物质（无性繁殖或克隆）克隆）3.3.选择的胚胎选择的胚胎:发育良好的发育良好的,形态正常的桑椹胚或形态正常的桑椹胚或囊胚。囊胚。4.4.分割要求：内细胞团均等分割分割要求：内细胞团均等分割5.5.主要工具：主要工具：P79P796.6.存在的问题存在的问题（二）、胚胎分割（二）、胚胎分割1.1.概念概念:简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由早期胚胎或原始性是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。腺中分离出来的一类细胞。（三）、胚胎干细胞的培养（三）、胚胎干细胞的培养2.2.特点特点:1)1)形态形态:体积小，细胞核大体积小，细胞核大,核仁明显。核仁明显。2)2)功能功能:具有发育的全能性。可分化为成年动物体内具有发育的全能性。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。任何一种组织细胞。3 3）在体外培养的条件下，）在体外培养的条件下，ESES细胞可以增殖而不发生细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。造。3.3.主要用途主要用途(1)(1)治疗人类的某些顽症治疗人类的某些顽症(2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植培育出人造组织器官，用于器官移植(3)(3)是研究体外细胞分化的理想材料是研究体外细胞分化的理想材料 ESES细胞在细胞在饲养层细胞饲养层细胞上，或在添加上，或在添加抑抑制因子的培养液制因子的培养液中，能够维持不分化的中，能够维持不分化的状态。状态。分化诱导因子：诱导分化诱导因子：诱导ES细胞向细胞向不同类型的组织细胞分化。不同类型的组织细胞分化。