资源描述
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：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律,胚胎工程的概念:,1,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技术的研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。 二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。 三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。,2,知识网络构建:,胚胎工程,胚胎工程的应用,胚胎移植,胚胎分割,基本程序,移植的生理学基础,体外受精和早期胚胎培养,试管动物技术,体外受精,早期胚胎培养,体内受精和早期胚胎发育,精子的发生,卵子的发生,受精,早期胚胎发育,胚胎干细胞,3,一、体内受精和早期胚胎发育,（一）、精子和卵子的发生,（二）、受精,（三）、胚胎发育,4,（一）1、精子的发生,1）、场所：,2）、时期：,3）、过程：,睾丸（的曲细精管）,从初情期开始直到生殖功能衰退,发生的过程大体可分为三个阶段,5,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,6,7,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(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),8,2.卵子的发生,1)发生部位：卵巢 2)时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退 减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成； 减数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成。,9,卵泡=卵泡细胞+初级卵母细胞,卵子=次（初）级卵母细胞 +透明带+放射冠,排卵=卵子从卵泡中排出,10,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,（3、卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿期完成,11,误点警示：,1、一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。,2、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡 从卵巢中排出。,3、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 成熟。,12,（二）受精,1、受精部位:,2、受精标志:,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。,输卵管,13,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)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用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),14,3、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,精子获能 （在雌性动物生殖道）,卵子获能 （达到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力）,15,发生顶体 反应， 穿越放射冠,16,穿过透明带,发生透明带 反应,17,形成受精卵：,18,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,接触卵黄膜,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,精子进入卵,19,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,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,20,误点警示：,1、成熟的精子无受精能力，需要在生殖道内 获能后方能受精。,2、动物排出的卵子并未成熟，只有达到减数 第二次分裂中期时，才具备受精能力。,3、受精卵的遗传物质中，核遗传物质一半 来自精子，一半来自卵子，质遗传物质几 乎全来自卵子。,21,4.意义,维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。,22,（三）胚胎发育,受精卵,2细胞,4细胞,8细胞,桑葚胚,23,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,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,1、胚胎发育过程,一孔：胚孔,二腔：扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔,三胚层：,外胚层，中胚层，内胚层,24,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,囊胚（内含囊胚腔）（开始分化),25,一孔：胚孔,二腔：扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔,三胚层：,外胚层，中胚层，内胚层,原肠胚（内含原肠腔）,26,误点警示：,1、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， 但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。,2、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,3、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,27,例：研究表明，大多数动物如蛙的受精卵 在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增 大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质 量（核/质）比值却发生变化。下列符合 卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是( ),B,A,C,D,A,28,二、体外受精和早期胚胎培养,（一）、试管动物技术,（二）、体外受精,（三）、早期胚胎培养,29,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。,（一）试管动物技术,30,1982年世界首例试管牛犊问世,实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是 和 的培养。,体外受精,早期胚胎,31,1.卵母细胞的采集和培养,（1）卵细胞的采集： a小型动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等 注射促性腺激素，使其超数排卵，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。,b大家畜或大型动物，如牛，采用的主要方法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞，也可以借助超声波(B超)探测仪、内窥镜或 腹腔镜等工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出，在体外进行人工培养，使其成熟。,32,2.精子的收集和获能,假阴道法,手握法,电刺激法,33,在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。 对于啮齿动物、家兔和猪的精子，一般采用培养法；对于牛、羊等家畜的精子常用化学法。 培养法：精子在获能液中获能。 化学诱导法：精子一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导获能。,34,3.受精,获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在获能溶液或专用受精溶液中完成受精过程。,35,发育培养液:(两盐、两素、两酸、水和血清等） 无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及水、动物血清等。,（三）、胚胎的早期培养,胚胎发育到适宜的阶段时，可取出向受体移植或冷冻保存,36,试管动物与克隆动物的区别,有性生殖,无性生殖,试管动物技术,动物细胞核移植技术,遵循,不遵循,37,三、胚胎工程的应用及前景,（一）、胚胎移植,（二）、胚胎分割,（三）、胚胎干细胞的培养,38,（一）、胚胎移植,1、概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,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。,2、胚胎移植的生理学基础,1)供体和受体相同的生理环境 2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能 3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥 4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变,39,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）,3、胚胎移植的基本程序,40,4、胚胎移植的条件和时间,（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。 （2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,5、胚胎移植的意义,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,41,1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 2.特点:后代具有相同的遗传物质（无性繁殖或克隆） 3.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。 4.分割要求：内细胞团均等分割 5.存在的问题,（二）、胚胎分割,42,1.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。,（三）、胚胎干细胞的培养,2.分类：,全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞,43,4.主要用途 (1)治疗人类的某些顽症 (2)培育出人造组织器官，用于器官移植 (3)是研究体外细胞分化的理想材料,3.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。,44,本专题中共涉及到了哪些培养液，它们的作用分别是什么？,获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用 一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液：使精子获能 专用的受精溶液：完成受精作用 发育培养液：检查受精状况和受精卵的发育能力 动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞,45,第一处：在课本70页，超数排卵法中冲出的卵实质是减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。 第二处：在课本77页，收集胚胎时在母体子宫中冲卵实质是桑椹胚或囊胚,本专题共涉及到了二处冲卵，它们都在课文中的什么位置上，冲出的卵实质是什么？,46,小结：,47,48,49,胚胎移植的正常程序：,50,
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