下雨啦胚胎工程

1、下雨啦胚胎工程第1页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日操作对象：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卵和早期胚胎的发育规律第2页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日胚胎工程的建立一.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。第3页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日3.1 体内受精和早期胚胎发育

2、第4页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日一、精子的发生二、卵子的发生三、受精四、胚胎发育3.1 体内受精和早期胚胎发育第5页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日一、精子的发生3、过程：1、场所:2、时期:睾丸的曲细精管初情期生殖机能衰退分三个阶段第6页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第阶段初级精母细胞的形成精原细胞多个初级精母细胞 数次有丝分裂第阶段： 精子细胞的生成初级精母细胞次级精母细胞精子细胞MM减数分裂第阶段：精子细胞变形成精子3、过程：第7页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精子细胞精子自主阅读:

3、 1.整理精子细胞变形成精子的过程. 2.注重精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?第8页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日线粒体高尔基体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第阶段：精子细胞变形成精子第9页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日 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)精子细胞变形总结第阶段：精子细胞变形成精子第10页，共92页，2022年，5

4、月20日，17点36分，星期日4、精子的形态：（1）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。（2）不同种动物精子的形态_，大小略有_，与动物的体形大小_。头 颈 尾相似不同 无关第11页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子M第一阶段第二阶段第三阶段M精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形第12页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日思考与讨论：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?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

5、胞核却保留了下来,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?第13页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日 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:第14页，共92页，2022年，5月20日，17点3

6、6分，星期日 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？Back第15页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日二、卵子的发生1、场所：卵巢2、过程第16页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日自主阅读：理清卵子的形成过程（借助减数分裂

7、知识）注意新的专业术语指向和理解注重卵子形成与精子形成的差异第17页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日胎儿期透明带卵黄膜卵原细胞初级卵母细胞有丝分裂 初级卵母细胞次级卵母细胞 第一极体第二极体时间：排卵前后M 生长，透明带生成第一极体M发生时间:受精时发生地点:输卵管合子和两个极体受精初情期后第18页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日卵原细胞发生时间：胎儿期，地点：卵巢多个卵原细胞初级卵母细胞在雌性动物排卵前后完成次级卵母细胞和第一极体在受精过程中完成 地点：输卵管卵子和两个极体有丝分裂第19页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日

8、在卵黄膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志思考：1.卵子是否受精的重要标志是什么？ 减数第二次分裂过程是在输卵管中3.排除的卵子是什么时期的细胞？排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次极卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。2.产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？第20页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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

9、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。讨论：第21页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日探究展示：最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（M和M）才能形成精子或卵子。相似点：精子和卵子的发生有何异同?第22页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日初情期后形成 要变形 不变形睾 丸 内完成卵子和精子的发生主要不同点：1个卵子和3个极体4个精子卵巢和输卵管胎儿期(先天的)变形子细胞的数目卵子精子场所发生时间形

10、状蝌蚪 形球形Back第23页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第24页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日生殖生物学家张明觉曾做过兔子的体外受精实验，用各种方法处理精子，都无法使精子与卵子在体外受精这是什么原因？第25页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日一）精子受精前的准备：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.第26页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日【精子获能】是指精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。其实，精子在附睾内

11、已经获得了受精能力，但由附睾分泌的一种物质附于精子表面，抑制了他的受精能力，这种物质被称为去能因子。精子进入女性生殖道以后，去能因子的作用被解除，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能。能够解除去能因子的物质称为获能因子。 精子在阴道内不能获能，只有当他穿过宫颈时，精浆内大量的去能因子才能被阻挡。精子同子宫内膜接触后，子宫内膜产生获能因子。输卵管的分泌物也参与了精子获能。因此，可以说精子的获能过程是一个多时相的过程。先在子宫内，后在输卵管内。随着精子的获能，氧耗量增加，精子运动加速，并迅速游向卵子，最终使精卵结合。 【精子获能】的生育意义在于：去除精子表面的覆盖物，暴露出精子膜表面与卵子相识

12、别的位点。增加精子活力，改变膜的通透性。精子头部出现流动性不相等的区域，为精子膜与顶体膜融合做好准备。精子顶体后区膜的流动性加大，以准备与卵膜结合。 第27页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日卵子受精前的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期（MII中期）,才具有与精子受精的能力(排卵后23个小时)第28页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日三、受精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:输卵管第29页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精子进入卵子

13、要通过哪些障碍？第30页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精子试图进入卵子 第31页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日 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。 第32页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精子经过哪些困难才能与卵子结合呢？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之间的物质接触透明带顶体酶溶解透明带穿越透明带，接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带反应第一道屏障第33页，共92页，2022年，5月20

14、日，17点36分，星期日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)第34页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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。第35页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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

15、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第36页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第37页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日1、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_DNA数目_有机物总量_有机物种类_有丝分裂增加不增加缩小减小增加减少增加四.胚胎发育第38页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日【精子获能】是指精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。其实，精子在附睾内已经获得了受精能力，但由附睾分

16、泌的一种物质附于精子表面，抑制了他的受精能力，这种物质被称为去能因子。精子进入女性生殖道以后，去能因子的作用被解除，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能。能够解除去能因子的物质称为获能因子。 精子在阴道内不能获能，只有当他穿过宫颈时，精浆内大量的去能因子才能被阻挡。精子同子宫内膜接触后，子宫内膜产生获能因子。输卵管的分泌物也参与了精子获能。因此，可以说精子的获能过程是一个多时相的过程。先在子宫内，后在输卵管内。随着精子的获能，氧耗量增加，精子运动加速，并迅速游向卵子，最终使精卵结合。 【精子获能】的生育意义在于：去除精子表面的覆盖物，暴露出精子膜表面与卵子相识别的位点。增加精子活力，改变膜

17、的通透性。精子头部出现流动性不相等的区域，为精子膜与顶体膜融合做好准备。精子顶体后区膜的流动性加大，以准备与卵膜结合。 第39页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精子获能后，与卵膜或卵表面相接触，顶体开始产生的一 系列改变。顶体是覆盖于精子头部细胞核前方、介于核与质膜间的囊状细胞器。顶体内的结合素（卵结合蛋白，bindin）可识别特异的糖基序列，以保证精子与卵的种特异性结合。顶体中含有顶体酶系统，它是一个复合酶系。包括：透明质酸酶，主要作用是溶解卵丘细胞间透明质酸，使卵丘细胞分散，精子得以通过这些细胞间隙；放射冠分散酶，能使放射冠的细胞松解；顶体素（精子头粒蛋白，acro

18、sin）以酶原形式存在于顶体内，称前顶体素，只有经过顶体反应才激活形成顶体素，它具有溶解卵透明带作用；芳基硫酸脂酶有溶解卵黄膜的作用。此外还含有脂酶、唾液酸苷酶等。顶体反应是受精的先决条件。包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合，并形成许多小囊泡状结构，最后顶体外膜破裂，顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露。自附睾排出的精子进入雌性生殖道后，经过获能和完成顶体反应才能和卵结合。一般认为，卵丘细胞和透明带是诱发产生顶体反应的主要因素。体外培养条件下，Ca2 、K 及高蛋白培养液能诱发及促进顶体反应。 第40页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个

19、精子，它们首先穿放射冠。第41页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日 几个精子同时分解透明带，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。穿过透明带：第42页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日 精子进入卵子后,其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。形成受精卵：第43页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日受精卵（第一天）第44页，共92页，2022年，5月20日，17点3

20、6分，星期日二核融合开始分裂(卵裂)第45页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日细胞期第46页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日细胞期第47页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日桑椹胚(第3天)第48页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日胚泡(第4天)第49页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日受精后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。 第50页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕四周第51页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，

21、星期日孕五周第52页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕六周第53页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕七周第54页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕九周第55页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕二十六周第56页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日孕二十八周第57页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日精、卵相遇顶体反应顶体酶释放顶体酶溶解透明带接触透明带穿越放射冠溶解卵丘细胞 （放射冠）穿越透明带接触卵黄膜产生透明带反应形成第一道屏障（作用 ）精子被微绒毛抱合精子

22、外膜与卵黄膜融合精子进入卵第58页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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 （作用？）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 合并形成受精卵第59页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日哺乳动物受精过程示意图第60页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日2体外受精和早期胚胎培养第61页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右引进一头良种成年奶

23、牛需要3万5万元牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生只能生育四五次第62页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右公牛产生的精子数目就更多了伟大设想诞生了第63页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第64页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日一、试管动物技术概念：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过程移植卵子受精卵早期胚胎子宫精子个体第65页，共92页，2022年，5月20日

24、，17点36分，星期日 试管动物 与 克隆动物相比生殖方式：技术手段：遗传规律：有性生殖 无性生殖体外受精、胚胎移植核移植技术、胚胎移植遵循 无第66页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日二、体外受精步骤1、卵母细胞的采集和培养2、精子的采集和获能3、受精第67页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日1、卵母细胞的采集和培养如何使雌性动物排出更多的卵子促性腺激素处理对于大家畜或大型动物如何采集卵子屠宰场、超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜（活体）采集的卵子是否马上可以受精初级卵母细胞，体外培养至MII中期第68页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，

25、星期日对实验动物小鼠、兔和小家畜,猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理第二种方法是从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。后两种方法适用于大家畜和大动物。采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。卵母细胞采集的方法第69页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日2、精子的采集和获能方法假阴道法、手握法、电刺激法采集到的精子是否可以马上参与受精不、获能处理获能方法培养法（获能液）化学法在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187中用化学药物诱导第70页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日三、受精获能的精子成熟的卵子（MII） 获

26、能液 受精卵或受精液胚胎发育培养液第71页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日动物胚胎培养液成分一般比较复杂无机盐和有机盐，还需添加维生素，激素，氨基酸，核苷酸等营养成分，以及动物血清第72页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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动保存第73页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日专题3:胚胎工程3.3胚胎工程的应用及前景第74页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日一.胚胎移植二.胚胎分割三.胚胎干细胞3.3 胚胎工程的应用及前景第75页，共92页，2022年，

27、5月20日，17点36分，星期日一.胚胎移植供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。1.概念: 将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及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.第76页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日2.胚胎移植的意义1)加速育种工作和品种改良2)大量节省购买种畜的费用3)一胎多产4)保存品种资源和濒危物种5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量第77页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日3.胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境(关键)2

28、)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.第78页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日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.胚胎移植的基本程序第79页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第80页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日5.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。Bac

29、k第81页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日二.胚胎分割1.概念: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.2.特 点:后代具有相同的遗传物质（克隆）4.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.3.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪第82页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日第83页，共92页，2022年，5月20日，17点36分，星期日胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一 注意：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出