胚胎工程pptPPT课件

胚胎工程 现代生物科技专题 基因工程 细胞工程 胚胎工程 体内受精和早期胚胎发育 体外受精和早期胚胎培养 胚胎工程的应用和前景 胚胎工程的概念 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 如胚胎移植 体外受精 胚胎分割 胚胎干细胞培养等技术 经过处理后获得的胚胎 还需要移植到雌性动物体内生产后代 以满足人类的各种需求 操作对象 早期胚胎和配子技术手段 胚胎移植 体外受精 胚胎分割 胚胎干细胞培养等理论基础 1 生殖细胞的形成 生殖细胞分别由性原细胞经过减数分裂而成的 2 胚胎的发育 精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始 1 发生场所 睾丸的曲细精管 2 时间 初情期 生殖机能衰老 1 精子的发生 1 发生部位 卵巢和输卵管2 时间 卵原细胞和初级卵母细胞的形成在胚胎时期 卵巢 减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成 卵巢 减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的 输卵管 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 线粒体鞘膜 尾的基部 原生质滴 球状 最后脱落 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 卵子发生过程 M 在卵巢中 排卵前后完成 进入输卵管 在受精过程完成 被卵泡细胞包围 形成卵泡 胎儿时期完成 生长 形成透明带和卵黄膜 卵子和精子发生的比较 睾丸的曲细精管 场所唯一 卵巢 M 输卵管 M 场所不唯一 初情期 性别分化后开始 卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前完成 减 分裂在精子和卵子结合过程中完成 M 和M 是连续的 需变形成蝌蚪状精子 细胞质均等分配 M 和M 是不连续的 不需变形 卵子是球状的 细胞质不均等分配 形成4个精子细胞 形成1个卵细胞和3个极体 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 生殖细胞的成熟为减数分裂 成熟过程均经一次复制和两次分裂 子细胞中的染色体数目减半 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 说明卵子已经受精 受精完成的标志 雌雄原核融合形成合子 即核融合形成受精卵 二 受精 1 受精的概念 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 过程精卵识别 精子附着于卵膜 精卵质膜融合 雌雄原核融合 受精卵形成 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 精子进入卵细胞膜 卵细胞膜反应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 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 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 精子外膜与卵黄膜融合 精子入卵 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 防止多精入卵 3 受精的意义 对于进行有性生殖的生物来说 通过减数分裂和受精作用可以维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 这对于生物的遗传和变异十分重要 提问 受精卵中遗传物质一半来自母方 一半来自父方 对吗 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 外胚层中胚层内胚层原肠腔 1 个体发育的起点 受精卵受精卵一形成就在输卵管内进行有丝分裂 2 卵裂期 输卵管分裂方式 有丝分裂细胞数目 细胞体积 胚胎总体积 增加 变小 基本不变 请你画出卵裂时期的 胚胎体积变化与时间关系的曲线细胞体积与时间关系的曲线有机物含量与时间关系的曲线细胞核DNA含量与时间关系的曲线 3 桑葚胚 在透明带内细胞数目 32个左右细胞特点 每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能 属于全能性细胞 囊胚期 滋养层 内细胞团 囊胚腔 囊胚的形成 细胞开始分化 后期从透明带内孵化出 原肠胚 按照一定的次序向内运动 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚的形成 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 3 2体外受精和早期胚胎培养 体外受精概念采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子 使其在试管受精 1 卵母细胞的收集和培养 2 精子的收集和获能 3 获能精子和卵细胞的受精 体外受精过程 试管动物技术 一 卵母细胞的采集和培养 采集 从屠宰母畜卵巢采集卵母细胞3 直接从活体动物卵巢吸取卵母细胞 1 用促性腺激素处理 从输卵管中冲卵2 指获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 受精 二 精子的采集和获能 收集精子的方法 精子体外获能方法 假阴道法 牛 马等体型大的 手握法 猪 犬等体型小的动物电刺激法 野生或经济动物 培养法 放如获能液中 化学诱导法 肝素溶液或钙离子载体A23187 二 胚胎早期培养 1 概念 将受精卵移入发育培养液培养 继续培养 在人工环境下培养成早期胚胎 2 培养液 成分复杂 不同时期成分不同 除无机盐和有机盐类外 还要添加维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及动物血清等 胚胎培养比组织 细胞培养要难 其他方式 一 胚胎移植 1 概念 将雌性动物的 或者通过其他方式得到的胚胎 移植到的 的其他雌性动物的体内 使之发育为新个体的技术 同种 生理状态相同 早期胚胎 胚胎工程的应用 目前由于无法进行全体外胚胎培养 胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的唯一方法 胚胎工程中通过 和 等技术获得的胚胎 都必须才能获得后代 因此 技术是胚胎工程其他技术的最后一道 工序 转基因 核移植 体外受精 移植给母体 胚胎移植 1 供 受体的选择和处理 使用激素进行同期发情处理 超数排卵处理2 配种或人工授精3 胚胎收集 冲卵 检查 胚胎发育到桑椹胚或囊胚 培养或保存 196OC的液氮 4 胚胎移植 手术法 引出子宫和卵巢将其注入 非手术法 用移植管将其送入子宫 5 对受体母畜进行是否妊娠的检查 2 胚胎移植的基本程序 归纳 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 胚胎移植的基本程序 2 胚胎移植的意义 加速育种工作和品种改良 大量节省购买种畜的费用 一胎多产 保存品种资源和濒危物种 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 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 供体 提供胚胎的个体 优良性状 受体 接受胚胎的个体 受体的条件 同种 生理状态相同 健康 生殖机能正常的本地种 3 胚胎移植的生理学基础 1 哺乳动物发情排卵后 不管是否妊娠 在一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的 为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境 2 哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态 在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系 为胚胎的收集提供了可能 3 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能 4 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但移入受体的供体胚胎 其遗传特性在孕育过程中不受任何影响 移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩 胚胎移植成功的标志 供体 提供胚胎的个体 优良性状 受体 接受胚胎的个体 受体的条件 同种 生理状态相同 健康 生殖机能正常的本地种 供体的主要职能 只产生具有优良遗传特性的胚胎 大大缩短了供体本身的繁殖周期 增加了供体一生繁殖的后代数量 受体的职能 担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务 二 胚胎分割 1 概念 指借助显微操作技术 采用机械方法 将早期胚胎切割成几等份 再移植到代孕母子宫 产生同卵多仔后代的技术 优势 可成倍增加胚胎数量 可以快速繁殖良种畜 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 所以胚胎分割的时期为 囊胚或桑椹胚 4 选择的胚胎 发育良好的 形态正常的桑椹胚或囊胚 5 使用的主要仪器 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 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 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 三 胚胎干细胞 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 3 意义 ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一 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 4 主要用途 1 治疗人类的某些顽症 细胞坏死 退变或功能异常引起的疾病