人教版高二生物选修三专题三胚胎工程ppt课件

教学目标： 1、胚胎工程的概念 2、精子和卵子的发生 3、受精作用 4、胚胎发育 1、胚胎工程的概念 操作的对象 早期胚胎或配子 技术手段 胚胎干细胞培养、胚胎分割、胚胎移 植、体外受精等 最后结果 产生动物个体，满足人类需求 （一）精子的发生 1、场所： 2、时期： 3、过程： 精子的发生是 在睾丸的曲细精管内完 成的 从初情期开始 直到生殖功能衰退 发生的过程大 体可分为三个阶段 一、精子和卵子的发生 第二阶段： 精原细胞经过数次有丝分裂,产生大 量的精原细胞,其中一部分经过染色体复 制等活动,进一步形成初级精母细胞。 每一个初级精母细胞经减数分裂形成 四个含有单倍染色体的精子细胞。 第一阶段：初级精母细胞的形成 第二阶段：精子细胞的形成 第三阶段 精子变形 _变为精子头部的主要部分； _发育为头部的顶体； _演变为精子的尾； _形成线粒体鞘膜； 其它物质浓缩成_（球形）。 第三阶段：精子变形 细胞核 高尔基体 中心体 线粒体 原生质滴 4、精子的形态： （1）外形似蝌蚪， 分_、_、_、三 大部分。 （2）不同种动物精子的形态_，大 小略有_，与动物的体形大小_。 头 颈 尾 相似 不同 无关 （二）卵子的发生 1.场所： 2.时期： 卵子的发生是 在卵巢内完成 的(卵 巢有产卵与排卵、 分泌多种激素这二 大功能）。 性别分化 以后 （放射冠 ） 3、过程： 雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝 分裂增加其数量，并演变为初级卵母细胞 ，被卵泡细胞包围,形成卵泡。初级卵母细 胞经过减数分裂变为成熟的卵子。 减数第一次分裂的时间是在雌性动物排 卵前后完成的，结果是产生1个次级卵母细 胞和1个第一极体(暂不分离),进入输卵管,准 备与精子受精。 减数第二次分裂时间是在精子和卵子结 合的过程中，结果是产生1个成熟卵子和3 个第二极体。 精子与卵子的发生比较 场 所开始 时间 细胞增殖方式子细胞数目 是否 变形 重要区别 精 子 卵 子 场 所开始 时间 细胞增殖方式子细胞数目 是否 变形 重要区别 精 子 睾丸初情 期以 后 先有丝分裂 后减数分裂(连 续完成) 4个 精子细胞 变形 哺乳动物 卵泡的形 成和在卵 巢内的储 备是在出 生前完成 的； 而精子是 从初情期 开始的 卵 子 卵巢 输卵管 性别 分化 以后 (较 早) 先有丝分裂 后减数分裂(不 连续完成) 1个卵细胞 3个极体 不变 形 二、受精 1、概念: 3、场所: 1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。 2、受精的标志:在卵细胞膜和透明带 的间隙可以观察到两个极体时 3、场所:受精是在输卵管内完成的。 4、过程 受精前的 准备阶段 受精阶段 准备阶段1：精子获 能 准备阶段2：卵子的 准备 准备阶段1：精子获能 即精子必须在雌性动物生殖道内发 生相应生理变化后，才能获得受精能力 的现象。 准备阶段2：卵子的准备 即卵子在输卵管内成熟到减数第二分 裂中期（M中）时，才具备受精能力 。 受精阶段 包括精子穿 越放射冠和透明 带、进入卵细胞 膜、雌雄原核形 成和精卵结合等 内容。 精、卵相遇顶体反应顶体酶释放 顶体酶溶 解透明带 接触透明带穿越放射冠 溶解卵丘细胞 （放射冠） 穿越透明带接触卵细胞膜 产生透明带反应形成第一道屏障（作用 ） 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵细胞膜融合 精子进入卵 精 子 进 入 卵 后 变化 变化 变化 产生卵细胞 膜反应 形成第二道屏障 （作用？） 尾部脱离 核膜破裂 形成雄原核 形成雌原核 激活卵子完 成减数第二 次分裂，排 出第二极体 发育 移动 接触 合并 形 成 受 精 卵 受精作用的受精作用的特点特点和和实质实质 特点: 1、只有一个精 子与一个卵细胞结合， 形成一个受精卵。 2、进入卵细胞的只是精 子的头部（细胞核） 3、受精卵的细胞质几乎 都只来自卵细胞。 实质: 雄原核与雌原核 的融合。 三、胚胎发育 1、卵裂期的特点： 细胞分裂方式为_ 细胞数目_ 胚胎总体积_或略有 _ 每个细胞体积_, DNA总量_但 _ 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 增加 每个细胞DNA含量不变 2、早期胚胎发育的几个阶段 桑椹胚： 囊胚： 原肠胚： 细胞均属于全能细胞。 细胞开始分化;内细胞团将发育成各 种组织, 滋养层将来发育成胎膜、胎盘; 出现囊胚腔后，进一步扩大会导致孵化 。 内细胞团表皮的细胞形成外胚层， 下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔。 3.2体外受精和早期胚胎培养 专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程 试管动物技术 是指通过人工 操作使卵子和精 子在体外条件下 成熟和受精，并 通过培养发育成 早期胚胎后，再 经胚胎移植（到 受体母亲体内） 产生后代的技术 采集良种母牛的卵母细胞 卵母细胞的体外培养 采集良种公牛精子 精子体外获能 体外受精 良种牛体外受精胚胎早期培养 胚胎移植 受体牛 良种犊牛 成熟期牛 屠宰加工厂市场采集卵巢中的 卵母细胞 “试管牛”工厂化生产的技术流程图 一、体外受精 1.卵母细胞的收集和培养 对不同动物,采取卵母细胞的方法不同 对于实验动物如小鼠、兔以及家畜猪、羊采用的 主要方法是超数排卵处理 促性腺激素处理 从输卵管中冲出卵子 直接受精 排卵 与获能 的精子 对于大家畜或大型动物如牛采用的主要方法是 从卵巢中采集 已屠宰母畜的卵巢 采集卵母细胞 培养成熟后受精 从活体动物的卵巢 2.精子的收集和获能 1)收集的方法: 假阴道法, 手握法 电刺激 2)体外获能处理 培养法：啮齿动物、 家兔和猪 化学法：牛、羊 3、受精 在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 二、胚胎的早期培养 一般比较复杂 培养液: 水、无机盐、有机盐、维生 素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物 血清等. 培养发育到适宜阶段时，可将其取出向 受体移植或冷动保存. 不同动物胚胎移植的时间不同 P72 三、胚胎移植 1).概念: 将雌性动物的早期胚胎,或经体外受 精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的 、生理状态相同的其他雌性动物的体内, 使之发育为新个体的技术。 胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序 ” 2）. 现状和意义 （1)加速育种工作和品种改良； （2)大量节省购买种畜的费用； （3)一胎多产； （4)保存品种资源和濒危物种； （5)可以充分发挥雌性优良个体的 繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加一生 繁殖的后代数量。 3）.胚胎移植的生理学基础 （1).供体和受体具相同的生理环境； （2).早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收 集提供了可能； （3).受体对移入子宫的胚胎基本上不发生 免疫排斥； （4).胚胎与受体能建立正常的组织联系, 但遗传物质没有改变。 4)、胚胎移植的基本程序 阅读课本，思考 胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？ （1）供体、受体的选择和同期发情处理 （2）配种或进行人工受精 （3）胚胎的收集、检查、培养或保存 （4）胚胎移植 （5）移植后是否妊娠的检查 （1）.对供体、受体进行选择 供体： 遗传性能和生产 性能优秀的个体； 受体： 健康和正常繁殖 能力的个体 处理： 同期发情 具体做法： 注射促性腺激素 （2）采集卵母细胞 方法： 超数排卵 具体做法： 注射促性腺激素 （3）.配种或人工受精 精子来源： 同种优良 的雄性动物。 （4）.胚胎的收集 在配种或输 精后第7天，用 特制的冲卵装置 ，把供体母牛子 宫内的胚胎冲洗 出来。 （5）.对胚胎进 行质量检查 （6）.胚胎的 保存或移植 （7）.胚胎的移植 方法一：手术法 具体做法：引出受体子宫 和卵巢，将胚胎注入子宫 角，缝合创口。 方法二：非手术法 将装有胚胎的移植管送入 受体母牛子宫的相应部位 ，注入胚胎。 （8）.对受体母牛进行是否妊娠的 检查(第二次检查) （9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛 选择供体母牛 受体母牛 同期发情处理 超数排卵 供体公牛配种 冲卵(胚胎) 胚胎质量检查、培养 胚胎移植 妊娠检查 分娩（胚胎移植的犊牛） 总结： 四、胚胎分割 (阅读课本，思考以下问题：) （1）胚胎分割的概念 （2）胚胎分割特点 （3）胚胎分割的理论基础 （4）胚胎分割操作过程 1).概念: 采用机械方法（显微手术）将早 期胚胎切割成2等份,4等份或8等 份,经移植获得同卵双胎或多胎 的技术。 2).特点： 后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分 割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一 3)、理论基础: 动物胚胎细胞的全能性 4)、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚 实体显微镜和显微操作仪。 6)、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切 开，吸出其中的半个胚胎，注入预先 准备好的空透明带中，或直接将裸半 胚移植给受体。 5)、使用的主要仪器： 7)、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将 内细胞团均等分割。否则会影响分割后 胚胎的恢复和进一步发育 胚胎分割的份数越多，操作的难度会越 大，移植的成功率也越低。 8)、胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低， 毛色和斑纹还存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同 卵多胎的可能性是有限的。 五. 胚胎干细胞 (阅读课本，思考以下问题) （1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？ （2）胚胎干细胞的来源。 （3）胚胎干细胞的特性。 （4）胚胎干细胞的应用。 1.概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原 始性腺中分离出来的一类细胞。 2.特点: （1）形态：体积小,细胞核大,核仁明显； （2）功能： 具有发育的全能性,可经诱导分化为 成年动物体内任何一种组织细胞; 在体外培养的条件下，ES细胞可以增 殖而不发生分化。对它可以进行冷冻 保存，也可以进行遗传改造。 （1）.治疗人类的某些顽症 利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的 部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动 物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组 织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰 竭和成骨不良等疑难病症。 3.主要用途 （2）培育出人造组织器官，用于器官移植 随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体 外诱导分化，还可以培育出人造组织器官 ，解决目前临