3.0《胚胎工程》課件(新人教版-選修3)84791.ppt

1、3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,專題胚胎工程,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(duì)動(dòng)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(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。,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,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,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

2、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。,一.精子和卵子的發(fā)生,（1）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,精原細(xì)胞,有絲分裂,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,染色體復(fù)制,變形,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

3、基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),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(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動(dòng)物的體形大小無關(guān)。,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。,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,有絲分裂時(shí)間：胎兒期，地點(diǎn)：卵巢,第一次分裂：發(fā)生時(shí)間：初情排卵期地點(diǎn)：卵泡,

4、第二次分裂：發(fā)生時(shí)間：受精時(shí)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),（在卵黃膜和透明帶有兩個(gè)極體是卵子受精的標(biāo)志。）,卵細(xì)胞的形成過程,家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖,哺乳動(dòng)物卵泡的形成和卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前（即胎兒時(shí)期）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。,精子與卵子的發(fā)生比較,精子與卵子的發(fā)生比較,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。,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,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

5、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。,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(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A、B與B兩對(duì)同源染色體，它形成的含有AB的配子有 （ ）,A.1個(gè) B.0或1個(gè) C.2個(gè) D.4個(gè),D,B,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(chǎng)所：輸卵管,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

6、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：,哺乳動(dòng)物受精過程示意圖,哺乳動(dòng)物受精過程示意圖,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),穿過透明帶：,形成受精卵：,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

7、（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,精子進(jìn)入卵后,變化,變化,變化,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(dòng) 接觸 合并,形成受精卵,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(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。,充滿活力的精子,此時(shí)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(shí)，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(dòng)緩慢地逆時(shí)針

8、轉(zhuǎn)動(dòng)。,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(gè)懸浮在天體中的漂亮的星球。,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,精子試圖進(jìn)入卵子,此時(shí), 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(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。,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。,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。,人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的照片,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 。,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

9、）,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,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？,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

10、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。,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，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。,3.體外受精和早期胚胎培養(yǎng),專題胚胎工程,試管

11、動(dòng)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)。,從試管牛說起,實(shí)現(xiàn)良種?？焖俅罅糠敝呈紫纫龅氖牵?）和（ ）的培養(yǎng),體外受精,早期胚胎,（1）體外受精： 概念采取雌性動(dòng)物的（ ）和雄性動(dòng)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(chǎng)所是（ ）,母體,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(chǎng),采集卵巢中的 卵母細(xì)胞,“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖,體外受精,1.卵母細(xì)胞的收集和培養(yǎng)

12、,對(duì)不同動(dòng)物,采取卵母細(xì)胞的方法不同,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：牛、羊,3.受精,在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程,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(dòng)物血清等.,3.體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,專題胚胎工程,.區(qū)別（工程、方式）相同點(diǎn),最后工序 移植,胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”-胚胎移植,手圖,一.胚胎移植,1.概念:將雌性動(dòng)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(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù).

13、供體：提供胚胎的個(gè)體。 受體：接受胚胎的個(gè)體。,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(gòu)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(gè)體的繁殖潛能 縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量,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(duì)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.,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,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）,4.胚胎移植的基本程序,5.胚胎移植成功與否要有兩個(gè)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(jìn)行。 （2）進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,.流程圖,流程圖,.激素 經(jīng)受體產(chǎn)生更多后代,示意圖.,.下2,.,步驟,對(duì)供體受體的選擇和處理 配種或人工授精 對(duì)胚胎的收集檢查培養(yǎng)保存 移植胚胎 移植后檢查,.正在做什么?屬于收集胚胎,.練習(xí),優(yōu)勢(shì)(意義),充分發(fā)揮雌性個(gè)體的繁殖潛力 縮短供體本身的繁殖周期