动物的胚胎发育和胚胎工程.ppt

第三章胚胎工程,第三章胚胎工程,第一节动物的胚胎发育和胚胎工程,第三章胚胎工程,一、哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用1.精子的发生(1)场所：睾丸的_。(2)时间：_后。(3)过程：每个初级精母细胞经过两次减数分裂形成_个精细胞,再经过成熟过程形成精子。(4)营养：_提供营养。,曲细精管,性成熟,4,支持细胞,精子结构模式图,2、卵子的发生,（1）场所：卵巢。,（2）时期：性别分化以后,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,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,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,性成熟后,（3）过程：,3.受精作用(1)概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。(2)场所:输卵管内。(3)步骤受精前的准备阶段,准备阶段1：精子获能,指成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，获能物质可以是卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体。,充满活力的精子,准备阶段2：卵子的准备，即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。,受精阶段,A、精子和卵细胞在输卵管壶部相遇,B、精子穿过放射冠和透明带：几个精子同时分解放射冠和透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。,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。,C、形成受精卵第一步：精子的头部和卵细胞膜接触，2个细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞，随即卵细胞膜发生变化，阻止其他精子进入，同时激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。第二步：精子的细胞核变大到和卵子细胞核相似,精子细胞核(雄原核)和卵子细胞核(雌原核)同时向细胞中部靠拢,并相互融合成一个细胞核,这时称受精卵。,受精标志和受精完成的标志,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；当雌雄原核完成融合之后，说明受精完成。,判一判(1)人的生殖细胞发生和形成都是在初情期以后()(2)不同的性原细胞发育成的性细胞不一定相同()(3)精子的获能就是精子的变形()(4)受精时，卵子首先发生顶体反应阻止多精入卵(),受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胚层分化形成胎儿,：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。,：进行卵裂的胚胎形成致密的具全能性的细胞团，形似桑椹，叫桑葚胚。,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,滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔,二、哺乳动物胚胎发育的基本过程,胚胎发育：指受精卵发育成幼体的过程,人体胚胎发育在子宫内经过约38周，整个过程可分为胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段,胚卵期：从受精至第一周末胚胎开始着床,新生命的第四天囊胚,新生命的第三天桑葚胚,受精后8天。胚芽完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。,桑椹胚：细胞数在32个左右，细胞排列致密，形似桑椹，细胞属于全能细胞,囊胚：细胞开始分化;内细胞团将来发育成各种组织,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。,新生命的第四周,新生命的第五周看啊，眼的雏形出来了,胚胎期：从第二周至第八周,第三周末形成原肠胚：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。,新生命的第六周四肢和脑都开始初步分化了，真让人激动,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。,新生命的第七周进一步发育了，看个整体的吧,人类胚胎第8周时在子宫内的照片，胚初具人形,新生命的第九周胎儿已基本成形，看看手的进一步分化,新生命的第十二周理论上这时的胎儿已可以独立生活，但其实出世的日子还早,胎儿期：从第九周开始至分娩,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。,新生命的第二十六周中间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！看看就知道差不多了啊！,新生命的第二十八周请注意体位，现在已经为分娩做好准备了,三、胚胎工程的主要技术与应用,1、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。,2、操作对象：主要是生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞3、理论基础：胚胎发育学,4、研究的重要内容：（技术手段）,体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻保存、性别控制,（1）、概念(p68)：是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。,（一）、体外受精技术,（2）、基本原理(p68)：人工模拟体内环境（包括营养、温度、PH等），使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎,（3）、过程：,精子的收集,精子的获能,卵母细胞的收集,卵母细胞的培养,获能精子和卵细胞的受精,受精卵培养,（4）、应用(p68)：用于研究动物生殖细胞的发生、受精和胚胎早期发育机制；充分利用优良品质资源，缩短家畜繁殖周期，加快品种改良速度；是胚胎移植、克隆、转基因和性别控制等技术的不可缺少的组成部分。,（二）胚胎移植,（1）.概念：也称“借腹怀胎”将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。,良种雌性动物。,一般品种的雌性动物。,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,取出早期胚胎,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,（2）、胚胎移植的过程：,未配种,注射适量的促性腺激素,（三）胚胎分割,（1）概念:,（2）优势:,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。,后代具有相同的遗传物质。,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,（3）特点:,.切几份,之间关系,有什么方法,目前主要是2份,原因概念,.切什么时期,（四）胚胎冷冻保存技术（1）概念：将动物的_胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在_环境下。（2）胚胎在低温（-196）下停止新陈代谢，升温后能恢复代谢（3）应用：a、使胚胎移植不受时间和地域的限制b、长期保存珍贵和濒临灭绝的动物,早期,超低温,（五）动物性别控制技术（1）概念：是指通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需_的后代的技术。（2）原理：X、Y精子之间存在差异（P70），可根据这些差异对X、Y精子进行分离。在胎儿出生前，可通过羊水穿刺、绒毛取样、dna血液鉴定和B超等方法对胎儿进行性别鉴定。,性别,（3）动物性别控制技术避免与性别有关的遗传病胎儿出生提高动物生产的经济价值,(2012盐城高二期末)下列不是精子、卵子发生的区别的是(B)A初级精母、卵母细胞的形成时间B成熟生殖细胞中染色体的数量C成熟生殖细胞是否经过变形DM和M的时间连续性,变式训练1.哺乳动物的精子和卵子在发生上的重要区别是(B)A分裂方式不同B发生时间不同C形成子细胞的数目不同D发生过程不同,变式训练2.(2012哈三中高二期中)关于胚胎发育下列叙述正确的是(B)A原肠胚在透明带内分化形成外胚层和内胚层B卵裂期胚胎细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加或略有缩小C桑葚胚时期胚胎内部出现了空腔D囊胚的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜,(2)操作对象：哺乳动物的精子和卵子。(3)操作目的：获得受精卵。(4)操作环境：生物体外试管中。2.胚胎移植技术(1)胚胎移植的基本过程,供、受体的选择：供体牛选择遗传性能和生产性能优秀的个体，而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力；供体牛一般为引进的优良个体，受体牛为本地牛。同期发情：指用性激素或促性腺激素处理供、受体动物，使供、受体生殖器官的生理变化处于同步状态，为胚胎移入受体提供相同的生理环境。,超数排卵：指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育，并排出多个具有受精能力的卵子的方法。实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。(2)胚胎移植的意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。加速品种改良。,特别提醒胚胎移植是胚胎工程最后一个环节。胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件的一致性相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受并继续发育，胚胎移植的实质为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。,3.胚胎分割技术(1)操作手段：用显微手术的方法(主要用到实体显微镜的显微操作仪)分割胚胎。(2)目的：同卵双生或同卵多生后代，提高胚胎的利用率。(3)特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。,(4)选择的胚胎：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。(5)分割注意事项：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,一定要注意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。(6)意义：可为转基因技术、性别控制技术、家畜育种提供有价值的材料。,4.胚胎冷冻保存技术(1)对象：早期胚胎。(2)条件：超低温。(3)优点：保证胚胎移植不受时间和地域的限制。5.动物性别控制技术,(1)原理：家畜的性别是由性染色体决定的。(2)方法：分离X精子和Y精子；鉴别胚胎性别。(3)作用：有效控制家畜后代的性别比例。,下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A分割后的胚胎经体内或体外培养后移植给受体B胚胎培养是胚胎工程的最终技术C试管牛技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术D对供体和受体母牛同期发情处理的方法不同、结果也不同,【思路点拨】胚胎工程的技术包括体外受精、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术。围绕每个技术的原理、方法进行分析。,【解析】采用均等分割后的胚胎要经体内或体外培养后，才能移植给受体。胚胎工程技术的最后环节是胚胎移植。试管牛培育是胚胎工程的应用，主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等。对供体和受体母牛同期发情处理的方法不同，对供体母牛处理采用注射促性腺激素的方法，目的是超数排卵；对受体母牛的同期发情处理的方法是注射孕激素,目的是使子宫具有怀孕状态。【答案】B,变式训练3.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示.若要培育成功，下列叙述正确的是(),A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内,解析：选A。对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母山羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。,试管牛与克隆牛【例题】(2012扬州高二月考)英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，这一方法被称之为“克隆”，以下四项与此方法在本质上最相近的是(),A将猴的早期胚胎分割后，分别植入两只母猴的子宫内，最终发育成两只一样的猴B将人的抗病毒基因嫁接到玉米DNA分子上，培育出具有抗病毒能力的玉米新品种C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D将牛的精子与卵