胚胎工程ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,胚胎工程,现代生物科技专题,基因工程,细胞工程,胚胎工程,练练,体内受精和,早期胚胎发育,体外受精和,早期胚胎培养,胚胎工程的,应用和前景,精子的发生,卵子的发生,受精,胚胎发育,体外受精,早期胚胎培养,胚胎移植,胚胎分割,胚胎干细胞培养,胚胎工程的概念,：,胚胎工程,指对动物,早期胚胎,或,配子,所进行的多种显微操作和处理技术，如,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养,等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到,雌性,动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,操作对象：,早期胚胎和配子,技术手段,：胚胎移植、体外受精、,胚胎分割、胚胎干细胞培养等,理论基础,：,1.,生殖细胞的形成,：生殖细胞分别由性原细胞经过,减数分裂,而成的。,2.,胚胎的发育,：精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始。,（,1,）发生场所：,睾丸的曲细精管,（,2,）时间：,初情期,生殖机能衰老,1、发生部位：,卵巢和输卵管,2、时间：,卵原细胞和初级卵母细胞的形成在,胚胎时期,；,（卵巢）,减数第一次分裂是在雌性动物,排卵前后,完成；,（卵巢）,减数第二次分裂是在,精子和卵子结合,的过程完成的。,（输卵管）,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,精子细胞变形中的主要变化,：,1.细胞核,2.高尔基体,3.中心体,4.线粒体,5.细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,卵子发生过程,M,在卵巢中，排卵前后完成,进入输卵管，在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,生长，形成透明带和卵黄膜,卵子和精子发生的比较,睾丸的曲细精管（,场所唯一,）,卵巢（M）、输卵管（M）（,场所不唯一,）,初情期,性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在,出生前,完成，减分裂在,精子和卵子结合,过程中完成, M和M是,连续,的，需,变形,成蝌蚪状精子 细胞质,均等,分配, M和 M是,不连续,的，不需变形，卵子是,球状,的 细胞质,不均等,分配,形成,4个,精子细胞,形成,1个卵细胞,和3个极体, 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,成熟过程均经,一次复制,和,两次,分裂子细胞中的染色体数目,减半,卵子受精的标志：,当在,卵黄膜和透明带,的间隙可以观察到,两个极体,时，说明卵子已经受精。,受精完成的标志,:,雌雄原核,融合形成合子，即核融合形成,受精卵,。,二、受精,1.,受精的概念：,是,精子,和,卵子结合,形成合子（即受精卵）的过程。,2.,场所：,输卵管。,.,过程,精卵识别 ,精子附着于卵膜,精卵质膜融合雌雄原核融合受精卵形成,二,),受精阶段,:,1),精子穿越放射冠和透明带:,顶体反应,使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞,透明带反应,是防止多精入卵受精的,第一道屏障,2),精子进入卵细胞膜:,卵细胞膜反应,是防止多精入卵受精的,第二道屏障,3),原核形成：,雄原核形成和雌原核形成,4),配子结合：,雌雄原核,融合,形成合子,(,受精卵,),一,),受精前的准备阶段,:,1),精子获能,:,精子必须在雌性动物的,生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象,.,2),卵子的准备,:,在输卵管中发育到,减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠）,穿越透明带,接触卵细胞膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（作用 ）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子入卵,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生,卵细胞膜反应,形成第二道屏障 （,作用？）,尾部脱离核膜破裂,形成,雄原核,形成,雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,防止多精入卵,3,、受精的意义,对于进行有性生殖的生物来说，通过减数分裂和受精作用可以维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；这对于生物的遗传和变异十分重要。,提问,：受精卵中遗传物质一半来自母方，一半来自父方。对吗？,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,：在,透明带内,进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：,由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：,最初发育在输卵管进行有丝分裂,三,.胚胎发育,外胚层,中胚层,内胚层,原肠腔,1、个体发育的起点,受精卵,受精卵一形成就在输卵管内进行有丝分裂。,2、卵裂期输卵管,分裂方式：有丝分裂,细胞数目：,细胞体积：,胚胎总体积：,增加,变小,基本不变,请你画出卵裂时期的,：,胚胎体积变化,与时间关系的曲线,细胞体积,与时间,关系的曲线,有机物含量,与时间,关系的曲线,细胞核DNA含量,与时间,关系的曲线,3、,桑葚胚,在透明带内,细胞数目：32个左右,细胞特点：,每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于,全能性,细胞。,囊胚期,滋养层,内细胞团,囊胚腔,囊胚的形成：,细胞开始,分化,，后期从透明带内,孵化,出,囊胚腔,原肠腔,外胚层,中胚层,内胚层,原肠胚,按照一定的,次序向内运动,受精卵,卵裂,囊胚,原肠胚的形成,是指通过人工操作使,卵子,和,精子,在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成,早期胚胎,后，再经,移植,产生后代的技术。,3.2 体外受精和早期胚胎培养,体外受精概念,采取雌性动物的,卵细胞,和雄性动物的,精子,，使其在,试管,受精。,：,1）卵母细胞的收集和培养；,2）精子的收集和获能；,3）获能精子和卵细胞的受精。,体外受精过程,试管动物技术,(一 ). 卵母细胞的采集和培养,采集,从屠宰母畜,卵巢,采集卵母细胞,3.,直接从,活体,动物,卵巢,吸取卵母细胞,1.,用促性腺激素处理, 从,输卵管,中,冲卵,2 .,指获能的精子和成熟的卵子在,获能溶液,或专用的受精溶液中完成受精过程,受精,(二 ). 精子的采集和获能,收集精子的方法:,精子体外获能方法：,假阴道法(牛、马等体型大的）,手握法（猪、犬等体型小的动物,电刺激法（野生或经济动物）,培养法（放如获能液中）,化学诱导法（肝素溶液或钙离子载体A23187）。,二. 胚胎早期培养,1。概念：,将受精卵移入,发育培养液,培养，继续培养，在人工环境下培养成,早期胚胎,。,2。培养液：,成分复杂,（不同时期成分不同）除,无机盐,和,有机盐,类外，还要添加,维生素、激素、氨基酸、核苷酸,以及动物,血清,等,。,胚胎培养比组织、细胞培养要难。,其他方式,一、胚胎移植,1.,概念,:,将雌性动物的,，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到,的、,的其他雌性动物的体内，使之发育为,新个体,的技术。,同种,生理状态相同,早期胚胎,胚胎工程的应用,目前由于无法进行全体外胚胎培养，,胚胎移植,成为胚胎工程中获得后代的唯一方法。,胚胎工程中通过,、,和,_,等技术获得的胚胎，都必须,才能获得后代。因此，,技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。,转基因,核移植,体外受精,移植给母体,胚胎移植,1,、供、受体的选择和处理:使用激素进行,同期发情处理,、,超数排卵处理,2,、 配种或人工授精,3,、胚胎收集（,冲卵,）、检查（胚胎发育到,桑椹胚或囊胚,）、培养或保存（,-196,O,C,的液氮,）,4,、胚胎移植：,手术法,（引出子宫和卵巢将其注入）、,非手术法,（用移植管将其送入子宫）,5,、对受体母畜进行,是否妊娠,的检查。,2。胚胎移植的基本程序,归纳,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,胚胎移植的基本程序,2。胚胎移植的意义,加速,育种工作和品种改良；,大量,节省,购买种畜的费用；,一胎多产；,保存,品种资源和濒危物种；,可充分发挥,优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期,，增加一生繁殖的后代数量。,胚胎的来源：,雌性动物的,早期胚胎,或体外受精及其他方式得到的,胚胎,。,供体：,提供胚胎的个体,优良性状。,受体：,接受胚胎的个体。,受体的条件：,同种、生理状态相同,健康,生殖机能正常的本地种。,1,.,哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内,同种动物的供体和受体,生殖器官的生理变化是相同的,。,为供体胚胎,移入,受体提供相同的生理环境,2.,哺乳动物的早期胚胎形成后处于,游离,状态,，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系。,为胚胎的,收集,提供了可能,3,.,受体对移入子宫的外来胚胎基本上,不,发生免疫排斥反应。,为胚胎在受体内的存活提供了可能,4.,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎，其遗传特性在孕育过程中不受任何影响。,移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩,胚胎移植成功的标志,供体：,提供胚胎的个体,优良性状。,受体：,接受胚胎的个体。,受体的条件：,同种、生理状态相同,健康,生殖机能正常的本地种。,供体的主要职能,：,只产生具有优良遗传特性的胚胎，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加了供体一生繁殖的后代数量。,受体的职能：,担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务,二 . 胚胎分割,1.,概念,:,指借助显微操作技术（采用,机械方法）,将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生,同卵多仔,后代的技术。,优势,:,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜,。,2.特点：,后代具有,相同的,遗传物质，,因此胚胎分割可以看做动物,无性繁殖或克隆,的方法之一。,3、理论基础：,动物胚胎细胞的,全能性,。,所以胚胎分割的时期为：,囊胚或桑椹胚,。,4、选择的胚胎：,发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。,5、使用的主要仪器：,实体显微镜和显微操作仪。,6、具体操作:,用,分割针,或,分割刀片,将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,7、操作注意事项：,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将,内细胞团,均等分割。,胚胎分割的,份数越多,，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。,8、胚胎分割技术的缺陷,（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；,（2）采用胚胎分割技术产生,同卵多胎,的可能性是有限的。,三 . 胚胎干细胞,2.特点:,1)形态:体积小.细胞核大,核仁明显,2)功能: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,3）在,体外,培养的条件下，ES细胞可以,增殖而不发生分化,。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,3,.意义,:,ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一,。,1.概念:,简称,ES或EK细胞,是由,早期胚胎,或,原始性腺,中分离出来的一类细胞.,(1)治疗人类的某些顽症:,细胞坏死、退变或功能异常引起的疾病，目前，已经治好了,糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良,等疑难疾病,(2)培育出人造组织器官：,解决目前临床上供体器官不足和器官移植后的免疫排斥的问题。,(3)是研究体外细胞分化的理想材料：,ES细胞在,饲养层细胞,上或在添加,抑制因子,的培养液中，能够维持,不分化,的状态。加入,分化诱导因子,，就可以诱导ES细胞向,不同类型,的组织细胞,分化,，这就为揭示细胞分化和凋亡的机理提供了有效手段。,