高中生物選修 胚胎工程

關(guān)于高中生物選修胚胎工程操作對象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、精子的發(fā)生3、過程：1、場所:2、時期:睪丸初情期生殖機能衰退分三個階段第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第１階段—初級精母細胞的形成精原細胞多個初級精母細胞

數(shù)次有絲分裂第２階段：精子細胞的生成初級精母細胞次級精母細胞精子細胞MⅠMⅡ減數(shù)分裂第３階段：精子細胞變形成精子大量精原細胞染色體復(fù)制和其他物質(zhì)的合成第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

1.細胞核2.高爾基體3.中心體4.線粒體5.細胞內(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(球狀,最后脫落)精子細胞變形總結(jié)第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、卵子的發(fā)生1、場所：卵巢、輸卵管2、時期：胚胎性別分化以后（卵子的發(fā)生是在卵巢完成的）內(nèi)3、過程第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天胎兒期初情期后卵原細胞有絲分裂

初級卵母細胞初級卵母細胞次級卵母細胞第一極體合子和兩個極體M

ⅠMⅡ發(fā)生時間:受精時發(fā)生地點:輸卵管時間：排卵前后生長，透明帶生成第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子

(即受精卵)的過程。標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。受精實質(zhì)：卵核和精核的融合三、第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天過程受精前的準備階段受精階段準備階段1精子獲能準備階段2卵子的準備第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（一)受精前的準備階段: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10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）受精階段

包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。哺乳動物受精過程示意圖1)精子穿越放射冠和透明帶頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)(第一道)2)精子進入卵黃膜卵黃膜封閉作用（第二道）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放溶解卵丘細胞之間物質(zhì)穿越放射冠接觸透明帶頂體酶溶解透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子注入卵形成第一道屏障第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天精子注入卵后變化①變化②變化③產(chǎn)生卵黃膜封閉作用尾部脫離核膜破裂形成雄原核激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體形成雌原核發(fā)育移動接觸合并形成受精卵形成第二道屏障第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天胚胎發(fā)育胚后發(fā)育幼體性成熟個體受精卵動物個體發(fā)育的大致過程第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段：受精卵桑椹胚原腸胚幼體（胎兒）卵裂期二、胚胎發(fā)育的過程：囊胚第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天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)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。：由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂胚胎發(fā)育滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

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)。試管動物技術(shù)第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、試管動物技術(shù)過程：第一步：體外受精

第二步：胚胎的早期培養(yǎng)第三步：胚胎移植第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（一）卵母細胞的采集和培養(yǎng)

對不同動物,采集卵母細胞的方法不同。

實驗動物如小鼠兔，以及家畜豬、羊等采用的主要方法：1、用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子(超數(shù)排卵），然后從輸卵管中沖取卵子直接與獲能的精子在體外受精。對于大家畜或大型動物，如牛采用的主要方法：

2、從屠宰場已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞，3、也可以借助超聲波(B超)探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟，才能與或能的精子受精第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）精子的采集和獲能采集方法獲能方法假陰道法:手握法:電刺激法:培養(yǎng)法:化學(xué)誘導(dǎo)法:精子在獲能液中獲能(適用于嚙齒動物、家兔和豬等)精子一定濃度的肝素或鈣離子載體（適用于牛、羊等家畜）適用于較大的動物適用于豬和犬等體型較小，易于控制的家畜適用于野生或經(jīng)濟動物（刺激腰薦部的射精中樞神經(jīng))第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（三）受精

獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下在或中完成受精過程。獲能溶液專用受精溶液

注意：精子和卵子一般要放在培養(yǎng)液小滴內(nèi)共同培養(yǎng)一段時間才能完成受精第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天三、胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等早期胚胎精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

不同動物胚胎移植時間不同牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：更早試管嬰兒：8個或16個細胞階段

胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天胚胎移植采集良種母牛的卵母細胞卵母細胞的體外培養(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胞“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一.胚胎移植（一）概念:將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及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),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。注意：（1）胚胎的來源：雌性動物的早期胚胎或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎。（2）胚胎的受體：同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物。（3）目的：繼續(xù)發(fā)育為新個體進行胚胎移植的優(yōu)勢是可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力?？s短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1.哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)同種動物的供體和受體生殖器官的生理變化是相同的。為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境（三）.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)2.哺乳動物的胚胎形成后處于游離狀態(tài)，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。為胚胎的收集提供了可能第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3.受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能4.供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎，其遺傳特性在孕育過程中不受任何影響。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5.胚胎移植成功與否要有兩個條件（1）胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進行。（2）進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二.胚胎分割1.概念:采用機械方法將早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù).2、理論基礎(chǔ)動物胚胎細胞的全能性。3.特點:后代具有相同的遺傳物質(zhì).（無性繁殖或克?。?4.選擇的胚胎:發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚.(內(nèi)細胞團均分）5.使用的主要儀器：實體顯微鏡和顯微操作儀(還有切割刀、切割針）二、胚胎分割第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天三、胚胎干細胞1.概念：簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2.特點:1)形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯。2)功能：具有發(fā)育的全能性；可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞；體外培養(yǎng)可增殖不分化。3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷