选修三胚胎工程

1、 选修三选修三 现代生物科技专题现代生物科技专题2015年年1月月12日日0 09 9年年1010年年1111年年1 12 2年年1 13 3年年1 14 4年年基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术3 3分分2 2分分6 6分分2 2分分8 8分分基因工程的应用基因工程的应用3 3分分动物细胞培养和体细胞克隆动物细胞培养和体细胞克隆 2 2分分2 2分分2 2分分2 2分分胚胎发育的过程与理论基础胚胎发育的过程与理论基础2 2分分胚胎工程的应用胚胎工程的应用2 2分分2 2分分4 4分分6 6分分4 4分分山东六年高考回顾山东六年高考回顾高考解读：题目多高考解读：题目多以图形为背景以图形为

2、背景，考查，考查多个相多个相 关知识点关知识点，覆盖面广，题目难度适中。，覆盖面广，题目难度适中。山东考纲山东考纲无无专题五：生态工程；专题五：生态工程； 直接不看直接不看基因工程细胞工程【专题三专题三 胚胎工程胚胎工程】 胚胎工程的概念胚胎工程的概念： 胚胎工程胚胎工程指对动物指对动物早期胚胎早期胚胎或或配配子子所进行的多种显微操作和处理技所进行的多种显微操作和处理技术，如术，如胚胎移植、体外受精、胚胎胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养分割、胚胎干细胞培养等技术。经等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植过处理后获得的胚胎，还需要移植到到雌性雌性动物体内生产后代，以满足动物体内生产

3、后代，以满足人类大各种需求。人类大各种需求。操作对象操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段技术手段：胚胎移植、体外受精胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎分割、胚胎干细胞培养等等理论基础理论基础：1.生殖细胞的形成生殖细胞的形成：生殖细胞分：生殖细胞分别由原始性细胞经过别由原始性细胞经过减数分裂减数分裂而成的。而成的。 2.胚胎的发育胚胎的发育：精子和卵细胞受精：精子和卵细胞受精合成的受精卵是下一代新生命的开始。合成的受精卵是下一代新生命的开始。一、一、体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育（一）精子和卵子的发生（一）精子和卵子的发生1.1.精子的发生精子的发生（1

4、 1）发生场所：）发生场所：睾丸睾丸（2 2）时间：）时间：初情期初情期 生殖机能衰老生殖机能衰老精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形精子细胞变形中的主要变化精子细胞变形中的主要变化：1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾

5、的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (球状球状, ,最后脱落最后脱落) )1 1、发生部位：、发生部位：卵巢和输卵管卵巢和输卵管2 2、时间：、时间： 卵原细胞和初级卵母细胞的形卵原细胞和初级卵母细胞的形 成在成在胚胎时期胚胎时期；（卵巢）（卵巢） 减数第一次分裂是在雌性动物减数第一次分裂是在雌性动物 排卵前后排卵前后完成；完成；（卵巢）（卵巢） 减数第二次分裂是在减数第二次分裂是在精子和卵精子和卵 子结合子结合的过程完成的的过程完成的（输卵管）（输卵管）（二）卵子的发生（二）卵子的发生 动物的胚胎在动物的胚胎在性别性别分化以后分化以后，雌性胎，雌性胎儿卵巢内的儿卵巢内的卵原卵原细细胞，通

6、过有丝分裂胞，通过有丝分裂增加其数量，演变增加其数量，演变为为初级卵母初级卵母细胞，细胞，被卵泡细胞包围形被卵泡细胞包围形成成卵泡卵泡。 卵子卵子从从卵泡卵泡排出，进入排出，进入输卵管叫排卵输卵管叫排卵 排排“初级初级卵母细胞卵母细胞”或者或者“次级次级卵母细卵母细胞胞”卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失卵子发生过程卵子发生过程M在卵巢中，排卵前后完成在卵巢中，排卵前后完成进入输卵管，在受精进入输卵管，在受精过程完成，但第一

7、极过程完成，但第一极体一般不分裂体一般不分裂被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围, ,形成形成卵泡卵泡胎儿时期完成胎儿时期完成生长，形成透明带生长，形成透明带和卵黄膜和卵黄膜项目项目精子发生精子发生卵子发生卵子发生区区别别场所场所时间时间过程过程特点特点结果结果相同点相同点睾丸曲细精管睾丸曲细精管（场所唯一场所唯一）卵巢（卵巢（MM）、输卵管（）、输卵管（MM） （场所不唯一场所不唯一）初情期初情期性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在的储备在出生前出生前完成，减完成，减分裂在分裂在精子和精子和卵子结合卵子结合过程中完成过程中完成 M M和和MM是是连续连续的

8、，需的，需变形变形成蝌蚪状成蝌蚪状精子精子 细胞质细胞质均等均等分配分配 M M和和 M M是是不连续不连续的，不需的，不需变形，卵子是变形，卵子是球状球状的的 细胞质细胞质不不均等均等分配分配形成形成4 4个个精子精子细胞细胞形成形成1 1个卵细胞个卵细胞和和3 3个极体个极体 原始生殖细胞的增殖为原始生殖细胞的增殖为有丝分裂有丝分裂生殖细胞的成熟生殖细胞的成熟为为减数分裂减数分裂成熟过程均经成熟过程均经一次复制一次复制和和两次两次分裂子细分裂子细胞中的染色体数目胞中的染色体数目减半减半卵子受精的标志：卵子受精的标志： 当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以的间隙可以观察到观察到两个

9、极体两个极体时，说明卵子已经受时，说明卵子已经受精。精。注意：区分受精的标志和受精完成的标志注意：区分受精的标志和受精完成的标志雌雄原核融合，雌雄原核融合，形成合子（即核形成合子（即核融合形成受精卵）融合形成受精卵）1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵巢中排出？3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什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？么部位与精子受精？ 答：刚排出的卵子尚答：刚排出的卵子尚未未完全成熟，仅完成第一次减数完全成熟，仅完成

10、第一次减数分裂，需要在分裂，需要在输卵管输卵管内进一步成熟，直到内进一步成熟，直到减数第二次分减数第二次分裂的中期裂的中期才能与精子结合完成受精过程。才能与精子结合完成受精过程。 排出的卵子是在排出的卵子是在输卵管输卵管内与精子受精的。内与精子受精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟的卵子。成熟的卵子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。一一) )受精前的准备阶段受精前的准备阶段: :1)1)精子获能精子获能: :精子必须在雌性动物的精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后生殖道发生相应的生理变化后, ,才获才获得受精能力的生理

11、现象得受精能力的生理现象. .2)2)卵子的准备卵子的准备: :在输卵管中发育到在输卵管中发育到减减数第二次分裂的中期数第二次分裂的中期, ,才具有与精子才具有与精子受精的能力受精的能力二、受精二、受精二二) )受精阶段受精阶段: :1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带: : 顶体反应顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞卵丘细胞 透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜: : 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏

12、障第二道屏障3)3)原核形成：原核形成： 雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成4)4)配子结合：配子结合： 雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子( (受精卵受精卵) )精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带产生透明带反应反应形成第一道屏障形成第一道屏障（作用（作用 ）精子被微精子被微绒毛抱合绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵防止多个精子防止多个精子进入透明带进入透明

13、带透明带反应透明带反应：形成第一道屏障：形成第一道屏障精精子子进进入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生产生卵黄膜卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道屏障形成第二道屏障 （作用？）作用？）尾部脱离尾部脱离核膜破裂核膜破裂形成形成雄原核雄原核形成形成雌原核雌原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移移动动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵防止多精入卵防止多精入卵卵黄膜的封闭作用卵黄膜的封闭作用：形成第二道屏障：形成第二道屏障受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿

14、形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，排列紧密，个左右，排列紧密，形似桑椹形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：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最初发育在输卵管进行有丝分裂外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔三、胚胎发育三、胚胎发育1、个体发育的起点、个体发育的起点受精卵受精卵 受精卵一形成就在受精卵一

15、形成就在输卵管输卵管内进行内进行有丝分裂有丝分裂。2、卵裂期、卵裂期输卵管输卵管 分裂方式：分裂方式：有丝分裂；有丝分裂； 细胞数目：细胞数目： 细胞体积：细胞体积： 胚胎总体积：胚胎总体积：增加增加变小变小基本不变基本不变受精卵在卵膜内完成发育，所需营养来自受精卵受精卵在卵膜内完成发育，所需营养来自受精卵本身，故发育过程早期胚胎体积基本无变化本身，故发育过程早期胚胎体积基本无变化3、桑椹胚、桑椹胚在透明带内在透明带内 细胞数目：细胞数目：32个左右。个左右。 细胞特点：细胞特点： 每个细胞都具有发育成完整胚每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于胎的潜能，属于全能性全能性细胞。细胞。 囊胚期

16、囊胚期滋养层：滋养层：发育成胚胎的发育成胚胎的胎膜胎膜和和胎盘胎盘附属结构或附属结构或胚外结构，胚胎可通过这些组织从母体中获得胚外结构，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正常发育所需的氧气和营养物质内细胞团细胞：内细胞团细胞：即胚胎干细胞即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性具有全能性，能发育成各种组织，形成完整的胚胎，能发育成各种组织，形成完整的胚胎滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊囊胚胚腔腔囊胚的形成囊胚的形成细胞开始细胞开始分化分化，后期从，后期从 透明带内透明带内孵化孵化出出受精卵受精卵第一次卵裂第一次卵裂第二次卵裂第二次卵裂第三次卵裂第三

17、次卵裂桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层内胚层中胚层原肠胚胚的发育：按照一定的次序向内运动受精卵卵裂囊胚原肠胚的形成原肠胚的形成做金榜做金榜P224考点一考点一【通关典题】【通关典题】3.2 体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养 试管动物试管动物: 1. 体外受精体外受精 2. 早期的胚胎培养早期的胚胎培养 （(一一 ). 卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 从屠宰母畜从屠宰母畜卵巢卵巢采集卵母细胞采集卵母细胞直接从直接从活体活体动物动物卵巢卵巢吸取卵母细胞吸取卵母细胞1. 鼠、兔、猪、羊鼠、兔、猪、羊：用用促性腺激素促性

18、腺激素处理处理, 从从输卵管输卵管中中冲卵冲卵2.大家畜或大型动物：大家畜或大型动物：(二二 ). 精子的采集和获能精子的采集和获能 收集精子的方法收集精子的方法: 精子体外获能方法：精子体外获能方法：假阴道法假阴道法(牛、马等体型大的）牛、马等体型大的）手握法（猪、犬等体型小的动物手握法（猪、犬等体型小的动物电刺激法（野生或经济动物）电刺激法（野生或经济动物）培养法（放如培养法（放如获能液获能液中）中）化学诱导法（化学诱导法（肝素溶液或钙离子载体肝素溶液或钙离子载体A23187）。）。( (三三 ). ).受精受精指获能的精指获能的精子和成熟子和成熟的卵子在的卵子在获能溶液获能溶液或专用的或

19、专用的受精溶液受精溶液中完成受中完成受精过程精过程 其他方式不同动物胚胎移植时间不同不同动物胚胎移植时间不同桑椹胚或囊胚阶段：桑椹胚或囊胚阶段：牛、牛、羊羊8 8个或个或1616细胞胚阶段：细胞胚阶段：小鼠、家兔小鼠、家兔4 4个细胞胚阶段：个细胞胚阶段：试管婴儿试管婴儿（一）胚胎移植（一）胚胎移植 1. 1.概念概念: : 将雌性动物的将雌性动物的 ，或者通过其他方式，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到得到的胚胎，移植到 的、的、 的其的其他雌性动物的体内，使之发育为他雌性动物的体内，使之发育为新个体新个体的技术。的技术。同种同种生理状态相同生理状态相同早期胚胎早期胚胎三、胚胎工程的应用三、

20、胚胎工程的应用选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序同期发情同期发情技术：技术：主要是借助外主要是借助外源源激素剌激激素剌激卵卵巢，使其按照巢，使其按照预定的要求发预定的要求发生变化，生变化，使处使处理母畜的卵巢理母畜的卵巢生理机能都处生理机能都处于相同阶段于相同阶段，从而达到从而达到同期同期发情发情。胚胎移植实质上是早期胚胎在相同早期胚胎在相同 生理环境条件下空间位置的转移生理环境

21、条件下空间位置的转移胚胎移植：手术法手术法（引出子宫和卵巢将其注入） 非手术法非手术法（用移植管将其送入子宫） 胚胎移植胚胎移植（胚胎工程（胚胎工程最后一个环节最后一个环节）思考：思考：同期发情处理的方法同期发情处理的方法冲卵实质获得的是冲卵实质获得的是胚胎移植的最佳时机胚胎移植的最佳时机孕激素孕激素早期胚胎早期胚胎桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚促性腺激素促性腺激素胚胎移植成功的生理学基础胚胎移植成功的生理学基础胚胎移植的优势胚胎移植的优势1.发情排卵发情排卵后，生殖器官后，生殖器官生理变化生理变化是相同的是相同的2.早期胚胎形成后，一定时间内处于早期胚胎形成后，一定时间内处于游离状态游离状态3.受体对外来胚胎基本受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应不发生免疫排斥反应4.胚胎可与受体子宫胚胎可与