胚胎工程新人教選修

胚胎工程新人教選修第1頁/共82頁一、閱讀課本，完成自學(xué)導(dǎo)引：胚胎工程的概念：胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。第2頁/共82頁操作對象：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)：哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律第3頁/共82頁實(shí)例1：1.下列不屬于胚胎工程技術(shù)的是A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育第4頁/共82頁胚胎工程的建立一.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5頁/共82頁一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期——生殖機(jī)能衰老1.精子的發(fā)生第6頁/共82頁精原細(xì)胞有絲分裂初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精子細(xì)胞精子MⅠ第一階段第二階段第三階段MⅡ精子發(fā)生的過程多個精原細(xì)胞染色體復(fù)制變形第7頁/共82頁第8頁/共82頁精子細(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9頁/共82頁精子的形態(tài)：（1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾三大部分。（2）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體形大小無關(guān)。第10頁/共82頁2.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢(2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前完成；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11頁/共82頁卵原細(xì)胞有絲分裂多個卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級卵母細(xì)胞MⅠ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（3）卵子發(fā)生過程MⅡ排卵前后完成在受精過程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時期完成第12頁/共82頁第13頁/共82頁第14頁/共82頁有絲分裂

時間：胎兒期，地點(diǎn)：卵巢第一次分裂：發(fā)生時間：初情排卵期

地點(diǎn)：卵泡第二次分裂：發(fā)生時間：受精時

地點(diǎn)：輸卵管

特點(diǎn)：是不成熟的

成熟的條件：受到精子誘導(dǎo)卵原細(xì)胞更多卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞和第一極體卵子和第二極體（在卵黃膜和透明帶有兩個極體是卵子受精的標(biāo)志。）卵細(xì)胞的形成過程第15頁/共82頁家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖

哺乳動物卵泡的形成和卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前（即胎兒時期）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。第16頁/共82頁精子與卵子的發(fā)生比較場所開始時間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子卵子第17頁/共82頁精子與卵子的發(fā)生比較場所開始時間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸初情期以后先有絲分裂后減數(shù)分裂4個精子細(xì)胞變形哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的；而精子是從初情期開始的卵子卵巢輸卵管性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂1個卵細(xì)胞3個極體不變形第18頁/共82頁卵子受精的標(biāo)志：

當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。注意：1.區(qū)分受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志

2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別第19頁/共82頁

哺乳動物精子和卵子的發(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（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同點(diǎn)：一個精原細(xì)胞——多個精子；一個卵原細(xì)胞——一個卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動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20頁/共82頁鞏固練習(xí)1.下列不屬于胚胎工程的是：（）A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育2.有一個卵原細(xì)胞中含有A與A’、B與B’兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有（）A.1個B.0或1個

C.2個D.4個DB第21頁/共82頁二、受精1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。2.場所：輸卵管第22頁/共82頁一)受精前的準(zhǔn)備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(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23頁/共82頁哺乳動物受精過程示意圖哺乳動物受精過程示意圖第24頁/共82頁二)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：雄原核形成和雌原核形成4)配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)第25頁/共82頁穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。第26頁/共82頁

幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€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27頁/共82頁

精子進(jìn)入卵子后,其細(xì)胞核變大到和卵子細(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。形成受精卵：第28頁/共82頁精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放頂體酶溶解透明帶接觸透明帶穿越放射冠溶解卵丘細(xì)胞（放射冠）穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)形成第一道屏障（作用）精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進(jìn)入卵第29頁/共82頁精子進(jìn)入卵后變化①變化②變化③產(chǎn)生卵黃膜封閉作用形成第二道屏障（作用）尾部脫離核膜破裂形成雄原核形成雌原核激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體發(fā)育移動接觸合并形成受精卵第30頁/共82頁4.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

；對于生物的遺傳和變異十分重要。第31頁/共82頁充滿活力的精子第32頁/共82頁此時經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關(guān)卡。此時，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運(yùn)動緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動。

卵子的外層被一層透明的薄膜保護(hù)著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。第33頁/共82頁經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇第34頁/共82頁精子試圖進(jìn)入卵子

第35頁/共82頁

此時,精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進(jìn)入卵子。

第36頁/共82頁第37頁/共82頁

受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細(xì)胞。

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受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。

第39頁/共82頁人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片第40頁/共82頁第41頁/共82頁第42頁/共82頁

此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對吮吸的反映。第43頁/共82頁第44頁/共82頁第45頁/共82頁第46頁/共82頁第47頁/共82頁第48頁/共82頁第49頁/共82頁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50頁/共82頁1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時發(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，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？資料分析<討論>答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時發(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8~16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51頁/共82頁3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(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)識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，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52頁/共82頁第53頁/共82頁3.２《體外受精和

早期胚胎培養(yǎng)》專題３《胚胎工程》第54頁/共82頁試管動物技術(shù)

是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。第55頁/共82頁

從試管牛說起

實(shí)現(xiàn)良種?？焖俅罅糠敝呈紫纫龅氖牵ǎ┖停ǎ┑呐囵B(yǎng)體外受精早期胚胎（1）體外受精：①概念采取雌性動物的（）和雄性動物的（），使其在（）中受精。卵細(xì)胞精子試管注：但發(fā)育的主要場所是（）母體第56頁/共82頁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)流程圖第57頁/共82頁體外受精1.卵母細(xì)胞的收集和培養(yǎng)對不同動物,采取卵母細(xì)胞的方法不同第58頁/共82頁第59頁/共82頁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：嚙齒動物、家兔和豬化學(xué)法：牛、羊第60頁/共82頁3.受精

在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程第61頁/共82頁二、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、核苷酸以及動物血清等.第62頁/共82頁第63頁/共82頁第64頁/共82頁3.３《體內(nèi)受精和

早期胚胎發(fā)育》專題３《胚胎工程》第65頁/共82頁.區(qū)別（工程、方式）\相同點(diǎn)最后工序移植第66頁/共82頁胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”

--------胚胎移植手圖第67頁/共82頁一.胚胎移植1.概念:將雌性動物的早期胚胎,或者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).供體：提供胚胎的個體。受體：接受胚胎的個體。第68頁/共82頁2.胚胎移植的意義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)量第69頁/共82頁3.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1)供體和受體相同的生理環(huán)境2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能3)受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有改變.第70頁/共82頁選擇供體母牛受體母?！诎l(fā)情處理……超數(shù)排卵供體公牛配種沖卵質(zhì)量檢查、培養(yǎng)胚胎移植妊娠