胚胎工程的理论基础ppt课件

胚胎工程的理论基础,1,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，如核移植、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。,2,操作对象：技术手段：理论基础：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律,3,一.生殖细胞的形成一）精子的发生,4,1、精子的形态结构,精子的形态：形似蝌蚪，其大小与动物体型大小无关。,5,精子形似蝌蚪，总长约66m，分头、尾(中段和尾)两部分。1)头：头部正面呈椭圆形，侧面呈梨形，内含一个染色质十分致密的细胞核和一个顶体。顶体：是一种膜系细胞器，呈帽状罩于细胞核的前方。顶体内含多种水解酶如透明质酸酶、顶体酶和酸性磷酸酶等，相当于巨大溶酶体。细胞核:父方的遗传物质、单倍体，双链DNA，与蛋白质紧密结合。,6,精子,线粒体鞘,2)尾部：由中段和尾组成尾部的中心含一条贯穿全尾的轴丝（类似鞭毛），中段的线粒体鞘含有螺旋状排列的线粒体，为精子的运动提供能量。尾部是精子代谢和运动器官),7,2、精子的发生,1）、场所:2）、时期:,睾丸的曲细精管,初情期,生殖机能衰退,8,3）、精子的发生过程（4个时期）,9,增殖期：精原细胞通过有丝分裂增殖，一部分贮藏于曲细精管中继续增殖，另一部分进入生长期。,生长期：进入生长期的精原细胞长大成为初级精母细胞。,成熟期：初级精母细胞进行一次减数分裂（连续两次分裂）形成4个精子细胞。,精子形成期：精子细胞经过一系列的变化，形成成熟的精子。精子成熟后，进入附睾中进一步发育并贮藏。附睾中的精子一般没有受精能力，只有其头部的糖蛋白被雌性生殖管道分泌物中的酶降解后才具备。,10,线粒体,高尔基体,A、顶体的发生,发育中的顶体,发育中的尾(中心体),B、尾的的发育,C、精子头的出现,D、细胞质浓缩,E、精子的形成,原生质滴,尾,线粒体鞘,顶体,精子细胞变形成精子,11,.细胞核.高尔基体.中心体.线粒体.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),精子细胞变形总结,12,2、精子发生的激素调节,雄性激素是精子发生调节中最为重要因素,1）雄性激素的分泌部位：曲细精管之间的间质细胞，最重要的雄性激素是睾丸酮。,2）雄性激素的主要功能：刺激雄性生殖器官和精子的发育与成熟，激发并维持雄性第二性征。,13,二）.卵细胞的发生,14,1、卵细胞的形态结构,卵细胞是哺乳动物体内最大的细胞，大约是精子体积的100倍。其直径可达0125-015毫米，和人的头发尖的直径差不多。,卵呈球形，卵的细胞膜外面具有外被，其成分主要是糖蛋白，是由卵细胞或其它细胞分泌的。在哺乳动物中这种外被叫做透明带，其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。透明带外面还具有由卵丘细胞形成的放射冠。卵细胞细胞质多，核糖体十分丰富，同时还含有大量营养物质，卵细胞不能运动。,15,1）、发生部位：卵巢、输卵管卵子是从卵巢的原始卵泡发育形成的，妇女一生中全部卵细胞都是胎儿期增殖生成的。新生儿时期约有30万40万个以上的原始卵泡，但是99的原始卵泡发育不久就相继退化消亡，故妇女一生中总共有400至500个卵泡发育成熟并排出。原始卵泡发育到成熟，形成成熟卵泡并排卵，约需14天左右。,2、卵细胞的发生,16,2）、时间：从性别分化开始，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。,17,增殖期：,生长期：,成熟期：,原始生殖细胞,原始卵泡,初级卵母细胞,卵原细胞,原始卵泡,成熟卵泡,初级卵母细胞,次级卵母细胞,第一极体,卵细胞,减,有丝分裂,染色体复制,被卵泡细胞包围,胎儿时期完成,性成熟以后完成,减,两个第二极体,第二极体,3)卵细胞发生过程,退化消失,多数哺乳在排卵前后完成减和减前期、中期，在受精后完成减后期、末期，并释放第二极体。,18,卵子是通过减数分裂形成的，第一次减数分裂在卵巢内完成，经过排卵过程，即将次级卵母细胞及外周的透明带和放射冠排出，倘若次级卵母细胞遇到精子，再结合过程中进行减数第二次分裂，成为真正意义上的卵子。一个卵子排出后约可存活48小时，在这48小时内等待着与精子相遇、结合。若卵子排出后由于多种原因不能与精子相遇形成受精卵，便在4872小时后自然死亡。失去这次受精的机会，就要等到1个月后另一个卵子成熟并被排出，重复同样的过程。左右两个卵巢通常是轮流排卵，少数情况下能同时排出两个或两个以上的卵子。如果分别与精子相结合，就出现了双卵双胞胎和多卵多胞胎。,19,3.卵细胞发生的激素调节,卵泡刺激素（FSH）,黄体生成素（LH）,雌激素,卵巢,脑垂体,促进卵母细胞的生长和发育；使卵泡细胞释放更多的雌激素。,使卵泡细胞释放更多的雌激素；增高会引起排卵。,促进卵泡生长,20,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵细胞？2.排卵是指卵细胞从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵细胞吗？它在母体的什么部位与精子受精？,刚排出的卵细胞尚未完全成熟，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。排出的卵细胞是在输卵管内与精子受精的。,正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵细胞。,是指卵细胞从卵泡中排出。,思考：,3、产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,否、减II过程是在输卵管中,21,精子与卵子的发生比较,22,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，不断增加生殖细胞的数量；经过两次减数分裂（减和减）才能形成精子和卵子。,不同点：一个精原细胞4个精子；一个卵原细胞一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物初级卵泡的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。,23,提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。,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:,24,提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,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？,25,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,26,二.胚胎的发育,27,受精作用,1、概念:是指两性生殖细胞（精子和卵子）结合形成一个新细胞合子(即受精卵)的过程。,2、场所:受精是在输卵管内完成的。,28,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,溶解卵丘细胞之间物质,穿越放射冠,接触透明带,顶体酶溶解透明带,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子注入卵,3、受精作用的过程,29,精子注入卵后,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,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,形成雌原核,发育移动接触合并,形成受精卵,30,2020/6/14,哺乳动物受精过程示意图,31,2020/6/14,32,区分受精的标志和受精完成的标志,受精的标志在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。也就是第二极体形成的时候。而受精完成的标志是雌雄原核融合形成合子，才是受精完成的标志。,33,5.受精作用的实质和意义,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。,受精过程完成以后开始进行胚胎发育。,34,二、胚胎发育的过程,35,胚胎发育的过程：根据胚胎形态的变化，分几个阶段：受精卵卵裂（包括2细胞期、4细胞期、8细胞期、16细胞期、32细胞期）桑椹胚囊胚期原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠腔）幼体。,36,早期胚胎的发育包括三个阶段：桑椹胚、囊胚和原肠胚,1、桑椹胚,卵裂：受精卵开始进行的几次有丝分裂，较普通有丝分裂快得多，称为卵裂。,当卵裂分裂到1632个细胞时，细胞紧密连接成为一个细胞团，形似桑椹，此时叫桑椹胚。,特点：每一个细胞都具有全能性，特别是28个细胞时，都可以做胚胎移植的核供体。,37,卵裂期的特点,细胞分裂方式为_细胞数目_每个细胞体积_胚胎总体积_或略有_有机物总量_有机物种类_DNA数目_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,减少,增加,增加,38,2、囊胚,内细胞团：位于胚体一端，细胞个体较大，将来发育成胎儿各组织（完整胚胎）。,滋养层细胞：环透明带一排细胞，将来发育成胎膜和胎盘，为胚胎提供营养。胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质。,出现囊胚腔和细胞定位,(胚泡腔),39,哪个阶段以前的细胞为全能细胞？哪个阶段的细胞开始分化？何种结构将来发育成胎儿的各种组织？胎膜和胎盘由什么结构发育而来的？,桑椹胚以前,囊胚,内细胞团,滋养层,思考,40,3、原肠胚,内细胞团表层的细胞,外胚层,内胚层,内细胞团下方的细胞衍生形成,中胚层,原肠腔,内胚层包围的囊腔,内细胞团细胞经过变化插到内外胚层形成,原肠三个胚层进一步分化，逐步形成各种器官和系统,41,原肠胚3胚层的发育,外表、附、感、神；内呼、消、肝、胰；其余中胚层。,外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统,42,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。,：由全能细胞构成，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,：最初在输卵管进行有丝分裂,胚胎发育小结,主要特点：,43,受精卵（第一天）,人的胚胎发育,44,卵裂期,45,桑椹胚(第3天),46,(胚泡腔),47,48,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。,49,50,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。,51,52,53,1、下列有关哺乳动物的胚胎发育早期的卵裂期过程的叙述中，错误的是（）A.细胞数目不断增多B.细胞的分裂方式是有丝分裂C.胚胎中DNA的总量增加D.每个细胞的DNA含量不断增加，细胞全能性变小,评价练习：,D,54,2、研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质