胚胎工程(公开课).ppt

需求引发技术革命,技术革命推动了生产力的发展,专题三 胚胎工程,胚胎工程主要应用于动物良种的繁育，它最大限度的挖掘了优良种畜的繁殖潜能，也基础医学研究、畜牧业、制药业领域也有着及其耀眼的应用前景！,一、解决的问题：,解决良种生产成本过高及来源缺乏等关键性问题,多、快、好、省地繁育动物良种,二、理论依据：,好“种”好“地”育好“苗”,好种：优良种畜、它们所产生的精 子、卵细胞以及其受精后形 成的受精卵、发育成的胚胎,好地：即适合于精子、卵子的保存， 受精卵和胚胎发育所需人工 条件或动物母体,好苗：上述条件下，所得到的具有 优良品质的动物后代,三、技术手段：,(一)获取好“种”,人工取精技术,早期胚胎培养技术,体外受精技术,人工受精技术,诱导排卵技术,冷冻精液技术,三、技术手段：,(二)获取好“地”,人工诱导同期发情技术,胚胎移植技术,(三)节省好“种”,诱导超数排卵技术,胚胎分割技术,多快好省多种技术手段综合运用！,专题三 胚胎工程,第一节 体内受精和早期胚胎发育,一、精子和卵子的发生,（1）发生场所：睾丸,1、精子的发生,（2）时间： 初情期生殖 机能衰老,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,染色体复制,变形,变形阶段的主要变化,精子细胞变形中的主要变化：,1.细胞核 2.高尔基体 3.中心体 4.线粒体 5.细胞内其他物质,精子头部,顶体,精子的尾,线粒体鞘膜(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),提示：不是。其一，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位的层层筛选，致大量的精子死亡而被分解，最后到达受精部位的精子只有百余个，与卵子 完成受精的只有一个；其二，这种优胜劣汰的竞争机制有利于物种的进化。,1.家畜每次射精排出的精子数以亿计， 但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,问题讨论:,提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体是呼吸供能的重要场所。,2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,精子的线粒体集中于尾的基部有利于保证精子活性和运动能力，是完成受精的最重要的保障之一。,2、卵子的发生,(1)发生部位：卵巢,(2)时间：减：雌性动物排卵前完成； 减：在精、卵结合的过程中完成。,第一极体,次级卵母细胞,卵 泡 的 结 构,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,（3）卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,第一时期,第二 时期,第三 时期,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵 子是在输卵管内与精子受精的。,答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。,答：是指卵子从卵泡中排出。,哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？,相似点： 最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,不同点： 一个精原细胞四个精子；一个卵原细胞一个卵子；精子形成过程中要经历变形阶段，卵子则不经历变形阶段。,巩固练习,1.下列不属于胚胎工程的是： （ ）,A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育,2.有一个卵原细胞中含有A与A、B与B两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有 （ ）,A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个,D,B,3、精子的变形过程中（ ）演变为精子的尾？ A、高尔基体 B、细胞核 C、内质网 D、中心体,4、卵原细胞是通过( )方式增加其数量的？ A、无丝分裂 B、有丝分裂 C、减数分裂 D、二分裂,D,B,5、精子变形时，线粒体集中在尾基部的原因解释是 ( ) A、释放顶体酶发生透明带反应 B、产生能量促进精子运动 C、有利于质基因进入受精卵 D、受细胞核的挤压形成,B,6、（多选题）目前胚胎工程技术在生产中应用较多的是（ ） A.胚胎移植 B.胚胎分割 C.体外生产胚胎技术 D.胚胎无害化处理技术,ABC,二、受精,1、概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 2、场所：输卵管,卵子受精的标志： 当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志 2.精子和卵子发生的区别,一)受精前的准备阶段: 1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象. 2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,3.过程：,二)受精阶段: 1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞 透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭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)合子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵),哺乳动物受精过程示意图,穿过透明带：,形成受精卵：,4.意义,维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。,充满活力的精子,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头 钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子 则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看 到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头， 在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。,受精后8天。胚牙完成“着陆“,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140150下是母亲心跳的两倍。,人类胚胎第8周时在子宫内的照片,此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指 放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：最初发育在输卵管进行有丝分裂,三.胚胎发育,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？,资料分析,答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。,答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。,3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行