《专题3：胚胎工程》PPT课件.ppt

1、专题3 胚胎工程,专题3:胚胎工程,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。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：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律,专题3:胚胎工程,3.1 体内受精和 早期胚胎发育,胚胎工程的建立,一.胚胎移植技术的研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可 缺少的基础环节。 二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。 三.胚胎移植和体外

2、受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞 培养等技术应运而生,一.精子和卵子的发生,1）发生场所：睾丸 （2）时间： 初情期生殖机能衰老,1.精子的发生,初级精母细 胞的形成,精子细胞 的生成,精子细胞变 形成精子,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,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

3、，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位 （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,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

4、,2.卵子的发生,1)发生部位：卵巢、输卵管 (2)时间：胎儿期、初情期后,卵原细胞,卵原细胞,次级卵母细胞,初级卵母细胞,卵细胞,阅读教材： 1、分析讨论此过程哪一段是在胎儿期完成的？其发生的 时间和场所，最后形成什么,2、分析研究减数分裂在哺乳动发育的什么时期完成？ M和M进行的时间和场所是否相同？如果不 同分别怎样,生长，透明带形成,时间： 场所,时间: 场所,卵巢内,排卵前后,卵泡,精子和卵子结 合的过程,输卵管,形成卵泡,时间： 场所,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,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

5、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,胎儿时期完成,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，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 子是在输卵管内与精子受精的,答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子,答：是指卵子从卵泡中排出,1.精子与卵子的发生比较,精子与卵子的发生比较,初情期以后,性别分化以后,先有丝分裂 后减数分裂,4个 精子细胞,变形,

6、哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前（胎儿期）完成的； 精子是从初情期开始的,先有丝分裂 后减数分裂,1个卵细胞 3个极体,不变形,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，说明卵子已经完成了受精,二、受精,1.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,3.过程,受精前的准备阶段和受精阶段,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,3.过程,穿过透明带,形成受精卵,二)受精阶段: 1)精子

7、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间的物质，形成精子通道 透明带反应（精子触及卵黄膜瞬间）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（精子入卵后）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完成的标志,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,充满活力的精子,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头 钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子 则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动

8、,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,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,受精后8天。胚牙完成着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞,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,人类胚胎第8周时在子宫内的照片,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,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（囊胚腔）分化,原肠胚（内含原肠腔,胎儿形成,在透

9、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：发育成胎儿各种组织,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,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？ 2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理,资料分析,答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠,答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在816细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植,3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明,提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本