高三生物《胚胎工程》

,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。,胚胎工程,一、精子和卵子的发生,（一）精子的发生,(1)场所:(2)时期:,睾丸,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,(3)过程：,精子形成过程归纳,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,（M分裂）,（M分裂）,染色体复制,变形,第一阶段,第二阶段,第三阶段,精子细胞,精子,精子细胞变形总结,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),(二)卵细胞的形成过程,(1)场所：,卵巢,胎儿期,透明带,卵黄膜,卵原细胞,初级卵母细胞,初级卵母细胞,次级卵母细胞、极体,第二极体,MI,第一极体,M,合子、两个极体,受精,初情期后,(2)过程,卵子发生过程归纳,卵原细胞,有丝分裂,初级卵母细胞,初级卵母细胞,胎儿时期,生长，形成透明带,次级卵母细胞,第一极体,M,M,卵子,第二极体,退化消失,受精,马、犬,绵羊、猪、牛,排卵,合子,卵子结构图,1.概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。,2.标志:在卵黄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。,二、受精,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,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),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,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,三胚胎发育,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,滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔,四、试管动物技术,1.概念：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术,2.过程,移植,卵子,受精卵,早期胚胎,子宫,精子,个体,（1）卵母细胞的采集和培养,(1)如何使雌性动物排出更多的卵子,促性腺激素处理,从输卵管中冲取卵子，又叫(冲卵),(2)对实验动物小鼠、兔和小家畜如猪、羊动物如何采集卵子,不能。需体外培养至MII中期,(4)采集的卵子是否马上可以受精,(3)对于大家畜或大型动物如何采集卵子,从屠宰场刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。利用超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,（2）精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法、手握法、电刺激等2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊,（3）受精,获能的精子成熟的卵子（MII）,获能液,受精卵,或受精液,发育培养液,胚胎,3、胚胎早期培养,培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。,不同动物胚胎移植时间不同,桑椹胚或囊胚阶段:,8个或16细胞胚阶段:,816个细胞胚阶段:,牛、羊,小鼠、家兔,试管婴儿,五、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。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。,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。,3.胚胎移植的基本程序,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）,4.胚胎移植成功与否要有两个条件,（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,六、胚胎分割,1.概念:,2.特点:,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。,后代具有相同的遗传物质，属无性生殖。,3.选择的胚胎:,哺乳动物受精卵的发育,桑椹胚,8细胞,4细胞,2细胞,3.选择的胚胎:,发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚。,3.选择的胚胎:,4.使用的主要仪器：,发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚。,3.选择的胚胎:,4.使用的主要仪器：,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,牛胚胎性别鉴定和分割示意图,七、胚胎干细胞,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。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。体外培养可增殖不分化。,全能细胞桑椹胚及以前:能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来:能分化出动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)如骨髓干细胞、皮肤生发层细胞等:能分化出特定的组织,1.分清两个标志受精的标志和受精完成的标志(1)受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。(2)受精完成的标志：雌、雄原核的融合。,易难点分析,2.卵子和精子能够受精的前提条件比较(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后方才具备受精能力。(2)动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减中期时，才具备与精子受精的能力。,3.胚胎分割、胚胎移植易混淆的问题(1)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,4.从细胞识别和生理上来分析两个保障(1)同种生物精卵结合的保障卵细胞透明带上存在精子的特异性识别的受体，只允许同种生物的精子与卵细胞结合。(2)防止多精入卵的保障透明带反应。卵黄膜封闭作用。,5.胚胎发育误区误区一受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚。纠正：受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。原因：细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。误区二囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞没有全能性。纠正：囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性。原因：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。,误