专题三胚胎工程一轮复习课件

专题3胚胎工程 操作对象 早期胚胎和配子技术手段 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养等理论基础 哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律 胚胎工程的概念 一 体内受精和早期胚胎发育 一 精子和卵子的发生 二 受精 三 胚胎发育 一 1 精子的发生 1 场所 2 时期 3 过程 睾丸 的曲细精管 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 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 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 精子头的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘 尾的基部 原生质滴 球状 最后脱落 2 卵子的发生 1 发生部位 卵巢2 时间 胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成 减数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成 卵泡 卵泡细胞 初级卵母细胞 卵子 次 初 级卵母细胞 透明带 放射冠 排卵 卵子从卵泡中排出 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 胎儿期完成 误点警示 1 一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子 2 排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡从卵巢中排出 3 刚排出的卵子尚未完全成熟 一般仅完成减数第一次分裂 需要在输卵管内进一步成熟 二 受精 1 受精部位 2 受精标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 输卵管 3 过程 受精前的准备阶段 受精阶段 精子获能 在雌性动物生殖道 卵子获能 达到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力 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 配子结合 雌雄原核融合形成合子 受精卵 发生顶体反应 穿越放射冠 穿过透明带 发生透明带反应 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 接触卵黄膜 产生透明带反应 形成第一道屏障 作用 精子被微绒毛抱合 精子外膜与卵黄膜融合 精子进入卵 精子进入卵后 变化 变化 变化 产生卵黄膜封闭作用 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 误点警示 1 成熟的精子无受精能力 需要在生殖道内获能后方能受精 2 动物排出的卵子并未成熟 只有达到减数第二次分裂中期时 才具备受精能力 3 受精卵的遗传物质中 核遗传物质一半来自精子 一半来自卵子 质遗传物质几乎全来自卵子 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 三 胚胎发育 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 受精卵 桑椹胚 囊胚 内含囊胚腔 原肠胚 内含原肠腔 胎儿形成 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 1 胚胎发育过程 一孔 胚孔 二腔 扩大的原肠腔 缩小的囊胚腔 三胚层 外胚层 中胚层 内胚层 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 囊胚 内含囊胚腔 开始分化 原肠胚 内含原肠腔 例1 下图表示高等动物卵子的发生过程 请据图回答有关问题 1 图中A是 B是 E 过程 是指 阶段C是指个体发育的 时期 阶段D是指个体发育的 时期 2 当观察到第二极体时 可以表明 3 能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 填序号 4 阶段存在的变异方式是 一 试管动物技术 二 体外受精 三 早期胚胎培养 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 再经移植产生后代的技术 一 试管动物技术 1982年世界首例试管牛犊问世 实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是和的培养 体外受精 早期胚胎 1 卵母细胞的采集和培养 1 卵细胞的采集 a小型动物如小鼠 兔 以及家畜猪 羊等注射促性腺激素 使其超数排卵 从输卵管中冲取卵子 直接与获能的精子在体外受精 b大家畜或大型动物 如牛 采用的主要方法 从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞 也可以借助超声波 B超 探测仪 内窥镜或腹腔镜等工具确定卵泡位置 直接从活体动物中吸取泡卵液 连同卵母细胞 取出 在体外进行人工培养 使其成熟 2 精子的收集和获能 假阴道法 手握法 电刺激法 在体外受精前 要对精子进行获能处理 通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种 对于啮齿动物 家兔和猪的精子 一般采用培养法 对于牛 羊等家畜的精子常用化学法 培养法 精子在获能液中获能 化学诱导法 精子一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中 用化学药物诱导获能 3 受精 获能的精子和培养成熟的卵子 一般情况下在获能溶液或专用受精溶液中完成受精过程 发育培养液 两盐 两素 两酸 水和血清等 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及水 动物血清等 三 胚胎的早期培养 胚胎发育到适宜的阶段时 可取出向受体移植或冷冻保存 试管动物与克隆动物的区别 有性生殖 无性生殖 试管动物技术 动物细胞核移植技术 遵循 不遵循 三 胚胎工程的应用及前景 一 胚胎移植 二 胚胎分割 三 胚胎干细胞的培养 一 胚胎移植 1 概念 将雌性动物的早期胚胎 或者通过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 2 胚胎移植的生理学基础 1 供体和受体相同的生理环境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 胚胎与受体建立正常的联系 但遗传物质没有改变 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 质量检查 培养 胚胎移植 妊娠检查 分娩 胚胎移植的犊牛 3 胚胎移植的基本程序 5 胚胎移植的意义 可充分发挥优秀个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期 增加一生繁殖的后代数量 1 概念 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 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 无性繁殖或克隆 3 选择的胚胎 发育良好的 形态正常的桑椹胚或囊胚 4 分割要求 内细胞团均等分割5 存在的问题 二 胚胎分割 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 三 胚胎干细胞的培养 2 分类 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 4 主要用途 1 治疗人类的某些顽症 2 培育出人造组织器官 用于器官移植 3 是研究体外细胞分化的理想材料 3 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 可分化为成年动物体内任何一种组织细胞 3 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 做一题 例2 2012 太原模拟 下图表示利用胚胎工程培育优质奶牛的基本流程 1 桑椹胚是胚胎细胞数目为 个左右的胚胎 这个阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力 属于 补充填写胚胎发育的几个重要阶段 受精卵 桑椹胚 优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植 移植后的胚胎能在受体子宫中存活 其生理基础是 2 在优质奶牛的培育过程中 为了能够快速繁殖 常用体外受精技术 其过程为 该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗 能 或者 不能 在进行体外受精前要对精子进行 处理 3 若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛 可进行胚胎分割 应选择发育到 时期的胚胎进行操作 进行分割时 应注意将 分割 通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的 4 胚胎干细胞 简称ES细胞或EK细胞 是由 胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞 具有很强的 能力和多向 的潜能 ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命 原因是ES细胞可以被诱导分化形成新的 还可以培育出新的 答案 1 32全能细胞囊胚原肠胚受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 2 不能获能 3 桑椹胚或囊胚内细胞团均等遗传物质 4 早期增殖分化组织细胞组织器官 做一题 例3 下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图 请据图完成下列问题 1 填出图中字母所代表的结构名称 A B C D 2 写出甲 乙 丙过程的技术名称 甲 乙 丙 进行乙过程时 所取的样本是 3 进行甲过程时 所使用的基本仪器是 本过程的技术关键是 4 尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功 但仍然存在一些问题 如刚出生的动物体重偏轻 毛色和斑纹上还存在差异等 同时很难取得同卵多胎 成