專題 胚胎工程

1、專題 胚胎工程第1頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日操作對(duì)象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律第2頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日胚胎工程的建立一.胚胎移植技術(shù)的研究 胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動(dòng)和加速了體外受精技術(shù)的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。第3頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日一.精子和卵子的發(fā)生（1）

2、發(fā)生場(chǎng)所：睪丸（2）時(shí)間：初情期生殖機(jī)能衰老1.精子的發(fā)生3、1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育第4頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子M第一階段第二階段第三階段M精子發(fā)生的過程多個(gè)精原細(xì)胞變形通過什么方式經(jīng)過什么過程才可稱為初級(jí)精母細(xì)胞第5頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日精子細(xì)胞變形中的主要變化：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膜(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落)第6頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 提示：不是

3、。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對(duì)精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。 1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問題討論:第7頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)

4、所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？第8頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日2.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢(2)時(shí)間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程完成的。第9頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日排卵第10頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日卵原細(xì)胞有絲分裂多個(gè)卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級(jí)卵

5、母細(xì)胞M第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞兩個(gè)第二極體第二極體卵子退化消失（3）卵子發(fā)生過程M排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時(shí)期完成第11頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日卵子受精的標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說明卵子已經(jīng)完成了受精。第12頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？ 答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二

6、次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。 答：正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。 答：是指卵子從卵泡中排出。第13頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點(diǎn)或不同點(diǎn)？相似點(diǎn)：最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂（M和M）才能形成精子和卵子。不同點(diǎn)：一個(gè)精原細(xì)胞多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞一個(gè)卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動(dòng)物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒出生前完成的。第14頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日二、受精1.概念：是精

7、子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。2.場(chǎng)所：輸卵管第15頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日一)受精前的準(zhǔn)備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)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3.過程：第16頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日二)受精階段: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)入卵黃膜 卵黃膜封閉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

8、形成和雌原核形成4)配子結(jié)合 雌雄原核融合(受精完成標(biāo)志)形成合子(受精卵)第17頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日哺乳動(dòng)物受精過程示意圖第18頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。第19頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。穿過透明帶：第20頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 精子進(jìn)入卵子后,其細(xì)胞核變大到和

9、卵子細(xì)胞核相似,精子細(xì)胞核(雄原核)和卵子細(xì)胞核(雌原核)同時(shí)向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個(gè)細(xì)胞核,這時(shí)稱受精卵。形成受精卵：第21頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 第22頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第23頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 第24頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日 第25頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第26頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔第27頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日4.

10、意義維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。第28頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日充滿活力的精子第29頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第30頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日受精后8天。胚牙完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時(shí)它分裂發(fā)育為幾百個(gè)細(xì)胞。 第31頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日受精后6星期，人形已隱約可見。這時(shí)，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。 第32頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的

11、照片 第33頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第34頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第35頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日此時(shí)胎兒已長(zhǎng)到20周，他移動(dòng)手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對(duì)吮吸的反映 。第36頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第37頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第38頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第39頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第40頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第4

12、1頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日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，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹內(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：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂三.胚胎發(fā)育滋養(yǎng)層 外胚層中胚層 內(nèi)胚層原腸腔第42頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？教材p6

13、7 資料分析答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在816細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。第43頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3.為什么說關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。 提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識(shí)了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬

14、，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。第44頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3、2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)如果哺乳動(dòng)物完成體外的胚胎發(fā)育需要經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)? 讓我們來做一次胚胎工程專家,共同模擬研究“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程第45頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程第46頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日采集良種母牛的卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng)采集良種公牛精

15、子精子體外獲能體外受精良種牛體外受精胚胎胚胎移植受體牛良種犢牛成熟期牛屠宰加工廠市場(chǎng)采集卵巢中的卵母細(xì)胞“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖怎樣才能采集到這兩種細(xì)胞？體外受精怎樣完成體外培養(yǎng)的條件怎樣第47頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日1.卵母細(xì)胞的收集和培養(yǎng)對(duì)不同動(dòng)物,采取卵母細(xì)胞的方法不同。例如：用促性腺激素處理動(dòng)物，促進(jìn)排卵第48頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日第49頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日2.精子的收集和獲能 1)收集的方法:假陰道法,手握法和電刺激等 2)獲能處理: 培養(yǎng)法：嚙齒動(dòng)物、 家兔和豬化學(xué)法

16、：牛、羊第50頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3.受精 在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程常用獲能藥物是？第51頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日4.胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液: 水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動(dòng)物血清等.此培養(yǎng)液似曾相識(shí)?第52頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景家畜的胚胎移植胚胎分割體外生產(chǎn)胚胎技術(shù)第53頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日1、胚胎移植1、定義：2、優(yōu)勢(shì)：3、實(shí)質(zhì)：將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到

17、的胚胎，移植到同種、生理狀況相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性第54頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)第一：供、受體生殖器官的生理變化是相同的。第二：哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。第三：受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。第四：供體胚胎可與受體子宮建立正常的

18、生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。第55頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日胚胎移植的技術(shù)程序1.供體和受體的選擇2. 超數(shù)排卵處理3.供體母畜的配種4.胚胎的收集5.胚胎的檢查6.胚胎的保存與培養(yǎng)7.胚胎的移植8.對(duì)受體母牛進(jìn)行妊娠檢查9.受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的小牛第56頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日2、胚胎分割移植1)、定義：2)、實(shí)質(zhì)： 是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙生或多胚胎的技術(shù)。 來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，可看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之

19、一。第57頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3)、胚胎分割移植的具體操作：選材：注意事項(xiàng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割。第58頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日4)、胚胎分割所需的主要儀器：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀第59頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日用胚胎移植繁育良種種畜的意義 縮短了供體本身的繁殖周期，可在短期大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴(kuò)大良種畜群，加速育種和品種改良工作。經(jīng)冷凍保存的胚胎可進(jìn)行國(guó)內(nèi)和國(guó)際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。通過胚胎

20、移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎?？梢酝ㄟ^保存胚胎來保存品種資源和瀕危動(dòng)物。第60頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日3.胚 胎 干 細(xì) 胞（簡(jiǎn)稱ES或EK）第61頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日1999年12月，美國(guó)科學(xué)雜志公布了當(dāng)年世界科學(xué)進(jìn)展的評(píng)定結(jié)果，干細(xì)胞的研究成果列在舉世矚目耗資巨大的人類基因組工程之前，名列十大科學(xué)進(jìn)展首位。2002年3月，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家宣布，他們首次利用人體胚胎干細(xì)胞培育出毛細(xì)血管，證明了胚胎干細(xì)胞技術(shù)在治療心血管疾病等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。目前已有報(bào)導(dǎo)ES細(xì)胞能在適當(dāng)條件下分化為心肌細(xì)胞，胰島細(xì)胞，血管內(nèi)皮細(xì)胞，肝細(xì)胞等。第62頁，共65頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)44分，星期日（1）全能干細(xì)胞: 包括：胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cells, ES細(xì)胞） 生殖干細(xì)胞（embryonic germ cell