胚胎工程復(fù)習(xí)

1、專題 3 胚胎工程,知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,胚 胎 工 程,胚胎工程的應(yīng)用,胚胎移植,胚胎分割,基本程序,移植的生理學(xué)基礎(chǔ),體外受精和早期胚胎培養(yǎng),試管動物技術(shù),體外受精,早期胚胎培養(yǎng),體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,精子的發(fā)生,卵子的發(fā)生,受精,早期胚胎發(fā)育,胚胎干細(xì)胞,三、胚胎發(fā)育,一、精子和卵子的發(fā)生,二、受 精,1、精子的發(fā)生,2、卵子的發(fā)生,3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,睪丸的曲細(xì)精管,場所,時間,初情期生殖機(jī)能衰老,三 個 階 段,過程,精子細(xì)胞精子,精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞,初級精母細(xì)胞精子細(xì)胞,有絲分裂,減數(shù)分裂,變形,一、精子和卵子的發(fā)生,1、精子的發(fā)生,精原細(xì)胞,有絲分裂,初級精母細(xì)胞,次級精

2、母細(xì)胞,精子細(xì)胞,精子,M,第一階段,第二階段,第三階段,M,多個精原細(xì)胞,染色體復(fù)制,變形,精子細(xì)胞的變形,精子細(xì)胞,細(xì)胞核,高爾基體,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞膜,線粒體,中心體,尾,頂體,頭,線粒體鞘,原生質(zhì)滴,精子,1.細(xì)胞核 2.高爾基體 3.中心體 4.線粒體 5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì),精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘(尾的基部,原生質(zhì)滴,卵巢,場所,時間,過程,胎兒期初情期生殖機(jī)能衰退,初級卵母細(xì)胞卵細(xì)胞,兩個階段,胎兒期,初情期-生殖機(jī)能衰退,卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞,這是精子和卵子發(fā)生上的重要區(qū)別,一、精子和卵子的發(fā)生,2、卵子的發(fā)生,卵泡卵泡細(xì)胞卵子,卵子發(fā)生的場所,卵巢,放射冠,

3、卵細(xì)胞膜,透明帶,核,卵原細(xì)胞,有絲分裂,初級卵母細(xì)胞,初級卵母細(xì)胞（透明帶、卵細(xì)胞膜,M,第一極體,次級卵母細(xì)胞,兩個第二極體,第二極體,卵子,退化消失,M,排卵前后完成,在受精過程完成,卵巢內(nèi),胎兒時期完成,卵子的發(fā)生過程,合子,胎兒期,初情期后,多個卵原細(xì)胞,染色體復(fù)制,在卵巢或輸卵管內(nèi),在輸卵管內(nèi),1.關(guān)于精子變形的敘述錯誤的是（ ） A線粒體退化消失 B高爾基體發(fā)育為頭部的頂體 C中心體演變?yōu)榫拥奈?D細(xì)胞核變?yōu)榫宇^部的主要部分,A,2.下列說法中正確的是() A卵子形成時的減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂均在卵巢中完成 B卵子形成時的減數(shù)分裂的兩次分裂是連續(xù)的 C排卵是指卵泡從卵

4、巢中排出 D排卵排出的卵子是未成熟的卵子,D,3.下列不是精子、卵子發(fā)生的區(qū)別的是( ) A初級精母、卵母細(xì)胞的形成時間 BM和M的時間連續(xù)性 C成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量 D成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形,C,點(diǎn)撥】： 精子的形成開始于初情期，而卵子形成開始于胎兒時期。 卵子形成過程中就開始了受精作用，與精子結(jié)合的不是成熟的卵細(xì)胞而是卵母細(xì)胞。 受精作用發(fā)生在輸卵管內(nèi)，胚胎發(fā)育在子宮內(nèi),是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程,概念,輸卵管,過程,1、受精前的準(zhǔn)備階段,場所,2、受精階段,標(biāo)志,當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已受精,二、受 精,精子必須在雌性動物的生殖道

5、發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才獲得受精能力的生理現(xiàn)象,精子獲能,卵子的準(zhǔn)備,在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力,1、受精前的準(zhǔn)備階段,1)精子穿越放射冠和透明帶,頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠 內(nèi)的卵丘細(xì)胞,透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障,2)精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜,卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障,3)原核形成,4)合子形成,雄原核形成和雌原核形成,雌雄原核融合形成合子(受精卵,2、受精階段,精子穿越放射冠和透明帶,穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿越放射冠,頂體反應(yīng)：精子釋放 ，溶解放射冠內(nèi)卵丘細(xì)胞，形成精子穿越放射冠的,頂體酶,

6、之間的物質(zhì),通道,精子穿越放射冠和透明帶,透明帶反應(yīng)是防止多精子入卵受精的第一道屏障,幾個精子同時釋放頂體酶分解，但只有一個精子能穿過 并接觸卵細(xì)胞膜。當(dāng)?shù)谝粋€精子接觸卵細(xì)胞膜后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生生理變化，從而阻止其他精子穿越透明帶，稱為,透明帶,透明帶,透明帶反應(yīng),透明帶,卵細(xì)胞膜,精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜,卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障,卵細(xì)胞膜反應(yīng),卵細(xì)胞膜,微絨毛,精子外膜,拒絕,卵細(xì)胞膜,精子進(jìn)入卵子后，尾部脫落，原有破裂，隨后形成新，最后形成。 被激活的卵子完成，排出 后，形成,原核形成,核膜,核膜,雄原核,減數(shù)第二次分裂,第二極體,雌原核,配子結(jié)合,雌、雄原核充分發(fā)育

7、后，同時向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個細(xì)胞核,這時稱受精卵,1. 哺乳動物精子獲能發(fā)生在() A雄性動物的曲細(xì)精管內(nèi) B雄性動物的輸精管內(nèi) C雄性動物的附睪內(nèi) D雌性動物的生殖道內(nèi),解析：人類或大多數(shù)哺乳動物的精子必須在相應(yīng)雌性個體生殖道內(nèi)停留一段時間才能獲得使卵子受精的能力。這樣一個精子獲得使卵子受精能力的過程稱為精子獲能,D,2.下列說法正確的是() A成熟精子遇到卵子便可發(fā)生受精作用 B排出成熟卵子的過程即為排卵 C卵子形成時的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成 D卵子產(chǎn)生中的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子的結(jié)合過程中完成的,解析：排卵是指卵子從卵泡中排出的過程，剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一

8、次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到第二次減數(shù)分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程,D,卵裂期,囊胚,原腸胚,桑椹胚,三、胚胎發(fā)育,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚腔,原腸胚（內(nèi)含原腸腔,胎兒形成,在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂， 細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積略有減少,全能細(xì)胞，細(xì)胞數(shù)在32個左右,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,在輸卵管內(nèi),滋養(yǎng)層 外胚層 中胚層 內(nèi)胚層,胎膜和胎盤,三、胚胎發(fā)育,1.下列關(guān)于哺乳動物受精和發(fā)育的敘述正確的是() A雌性動物排卵后遇精子即完成受精 B胚胎發(fā)育至囊胚時已經(jīng)開始了細(xì)胞分化，這是由于基因的選擇性表達(dá) C動物卵細(xì)胞形成過

9、程始于初情期后 D動物的個體發(fā)育過程是：受精卵卵裂桑椹胚囊胚 原腸胚幼體,解析：雌性動物排出的卵子并非成熟的卵子，即使遇到精子，也要在繼續(xù)成熟至減數(shù)第二次分裂中期時才具備與精子受精的能力。胚胎在桑椹胚后繼續(xù)發(fā)育至囊胚時開始分化；動物卵細(xì)胞的形成始于胚胎時期，精子的形成則始于初情期后。動物的個體發(fā)育既包括胚胎發(fā)育，又包括胚后發(fā)育，D項只是胚胎發(fā)育過程,B,2.高等哺乳動物受精后不久，受精卵開始進(jìn)行細(xì)胞分裂，經(jīng)32細(xì)胞期、囊胚、原腸胚和組織器官的分化，最后發(fā)育成一個完整的幼體。如圖是胚胎發(fā)育過程中某階段示意圖，有關(guān)敘述不正確的是（,A.依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B.高等哺乳動物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的時期是受

10、精卵卵裂期32細(xì)胞期囊胚期原腸胚期幼體，其中最關(guān)鍵的時期是原腸胚期 C.高等哺乳動物細(xì)胞分化開始于囊胚期，終止于生命結(jié)束 D.進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇原腸胚期的胚胎進(jìn)行 【解題指南】 1.考查實質(zhì)：早期胚胎發(fā)育的過程和各時期細(xì)胞的特點(diǎn)。 2.解題關(guān)鍵：通過內(nèi)細(xì)胞團(tuán)可判斷為囊胚期,解析】選D。圖示為囊胚期結(jié)構(gòu)，圖中依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；高等哺乳動物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的時期是受精卵卵裂期32細(xì)胞期囊胚期原腸胚期幼體，其中原腸胚分化形成三胚層，將來分化成不同的器官，是最關(guān)鍵的時期。分化發(fā)生于自囊胚期開始的整個生命進(jìn)程中。胚胎分割應(yīng)選擇囊胚期或32細(xì)胞期,互動探究】 （1）圖中細(xì)胞的特點(diǎn)是什么？在胚胎工程中

11、有何應(yīng)用？ 提示：細(xì)胞為胚胎干細(xì)胞，未分化，具有發(fā)育的全能性?？捎糜谂咛シ指?。 （2）圖中所示時期繼續(xù)發(fā)育將形成什么結(jié)構(gòu)？與該時期最大的區(qū)別是什么？ 提示：原腸胚。出現(xiàn)外、中、內(nèi)三胚層的分化,變式備選】（2012杭州模擬）關(guān)于原腸胚和囊胚的比較，以下說法不正確的是（ ） A原腸胚時期細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)突變引起的 B原腸胚時期的細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞分化,但遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變 C囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的各細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能基本相同 D囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞的差異是轉(zhuǎn)錄水平上的差異引起的 【解析】選A。原腸胚時期細(xì)胞分化是由于基因的選擇性表達(dá)引起的,討論,買一頭公牛母牛,進(jìn)行胚胎工程,卵子采集,精子采集,精子體

12、外獲能,M中期,早期胚胎的培養(yǎng),體外受精,移植到代孕母體子宮,胚胎移植,試管動物,卵子體外培養(yǎng),3.2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng),實驗動物（小鼠、兔） 家畜（豬羊,大家畜（牛） 大型動物,促性腺激素處理,輸卵管沖取卵子（超數(shù)排卵,屠宰廠卵巢取卵,活體采卵,卵子采集,溫度、濕度、壓力,手握法,電刺激法,假陰道法,精子采集,精子獲能的方法,一定濃度的肝素,鈣離子載體A23187溶液,人工配制的獲能液中培養(yǎng),化學(xué)誘導(dǎo)法,嚙齒動物、兔和豬,培養(yǎng)法,牛、羊,體外受精,或受精液,胚胎,發(fā)育培養(yǎng)液,受精卵,獲能液,獲能的精子MII中期的卵子,去除精清,體外受精,獲取精子、卵子,卵母細(xì)胞培養(yǎng)和精子獲能,體外受精

13、,早期胚胎培養(yǎng),早期胚胎培養(yǎng),還需要其他什么條件,無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類，維生素、 激素、氨基酸、核苷酸，還有血清,本質(zhì),要提供哪些營養(yǎng)物質(zhì),無菌無毒環(huán)境、溫度、 酸堿度、氣體環(huán)境,動物細(xì)胞培養(yǎng),將雌性動物體內(nèi)的早期胚胎,或者體外受精及通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的技術(shù),1.概念,3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景,一、胚胎移植,雌性動物的早期胚胎,提供胚胎的個體,接受胚胎的個體,同種、生理狀態(tài)相同,胚胎的來源,供體,受體,受體的條件,或體外受精及其他方式得到的胚胎,概念解讀,體內(nèi)受精,體外受精,胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同

14、繁殖后代的過程,2、胚胎移植的本質(zhì),3、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義,1)加速育種工作和品種改良； 2)大量節(jié)省購買種畜的費(fèi)用； 3)一胎多產(chǎn)； 4)保存品種資源和瀕危物種； 5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛能縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量,怎樣確保胚胎移植能成功,移動到任何一頭動物子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎? 同種動物發(fā)情排卵后,在一段時間內(nèi)供體受體具有相同的生理環(huán)境 為什么能收集到胚胎? 早期胚胎一段時間內(nèi)處于游離狀態(tài) 供體和受體會不會發(fā)生排斥/ 同種動物之間基本上不排斥 為什么移植的胚胎能保留供體雙親的特性? 胚胎雖然與受體有生理和組織上的聯(lián)系, 但遺傳特性不受受體的影響,4、生理學(xué)基礎(chǔ),1）對供體、

15、受體進(jìn)行選擇;同期發(fā)情處理,同期發(fā)情,遺傳性能和生產(chǎn)性能 優(yōu)秀的個體,供體母牛,受體,健康和正常繁殖能力的個體 處理,4、胚胎移植的基本程序,2）采集卵母細(xì)胞,超數(shù)排卵,方法,具體做法,注射促性腺激素,3）配種或人工授精,同種優(yōu)良的雄性動物,精子來源,受精部位,輸卵管,4）胚胎的收集,方法,沖卵,沖卵沖出的是卵子嗎,5）對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,此時胚胎處于什么時期,桑椹胚或囊胚,6）胚胎的保存或移植,保存條件,196的液氮,7）胚胎的移植,方法一：手術(shù)法 具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。 方法二：非手術(shù)法 將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。 （8）對

16、受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查,9）受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,選擇,供體母牛,受體母牛,同期發(fā)情處理,超數(shù)排卵,供體公牛,配種受精,沖卵,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),胚胎移植,妊娠檢查,分娩（胚胎移植的犢牛,總結(jié),采用機(jī)械方法將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(shù),可看作是動物無性繁殖或克隆,1.概念,2、理論基礎(chǔ),動物胚胎細(xì)胞的全能性,二、胚胎分割,3、選擇的胚胎,發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,4、分割工具,分割針或分割刀,借助儀器,實體顯微鏡和顯微操作儀,5、具體操作,用分割針或分割刀片將胚胎切開,吸出其中的半個胚胎，注入 預(yù)先準(zhǔn)備好的空

17、透明帶中,或直接將裸半胚移植給受體,注意事項,要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,半裸胚直接移植, 均等, 為什么只能2份,還存在什么問題,性別鑒定2,為什么選擇滋養(yǎng)層的細(xì)胞來做性別鑒定,6、胚胎分割技術(shù)的缺陷 （1）剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異； （2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的,簡稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞,體積小.細(xì)胞核大,核仁明顯,2.特點(diǎn),具有發(fā)育的全能性.可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞,1）形態(tài),2）功能,1.概念,3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造,三、胚胎干細(xì)胞,1）治療人類的某些頑癥。 人類由于細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，如帕金森綜合癥、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學(xué)上尚未攻克的頑癥。利用ES細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成