胚胎工程【用】课件

有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生的（携带他们的遗传信息）的孩子，你能从理论上想个办法帮他们完成这个愿望吗？试管婴儿！！！1978年7月26日，世界上第一个试管婴儿路易斯在英国出生，至今，全世界已有约三百多万个试管婴儿出生！试管婴儿路易斯现已成为母亲转基因试管牛我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海诞生？试管婴儿是不是在试管中长出一个胎儿呢？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。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.操作对象：技术手段：理论基础：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一、精子和卵细胞的发生（3）过程：（一）精子的发生(1)场所:(2)时期:____中的________初情期生殖机能衰退分三个阶段不等于衰老睾丸曲细精管_________________第１阶段—初级精母细胞的形成

精原细胞多个初级精母细胞

有丝分裂多个精原细胞染色体复制___________________________

第２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MⅠMⅡ减数分裂_________________________________精子细胞精子第３阶段：精子细胞变形成精子阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?线粒体鞘阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精子各组成分别由精子细胞的哪一部分形成?精子结构图线粒体高尔基体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变形过程精子的形态：（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你能否将三阶段连起来列出精子的形成过程示意图？思考31个精原细胞（染色体数:2n）1个初级精母细胞（染色体数:2n）2个次级精母细胞（染色体数:n）4个精子细胞（染色体数:n）体细胞（染色体数:2n）有丝分裂细胞分化间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）末期：形成2个次级精母细胞着丝点分裂，染色单体分离4个2种精子（染色体数:n）变形减数第一次分裂减数第二次分裂MⅡ精子细胞精原细胞有丝分裂精原细胞次级精母细胞精子变形变形变形变形减数分裂的过程MⅠ初级精母细胞复制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第１阶段第２阶段第３阶段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。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？线粒体是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。（二）卵子的发生阅读课本内容，思考并回答以下问题：

1、卵细胞发生的场所和时间；2、卵细胞的发生可分成哪几个阶段？各阶段有什么特征？1、发生部位：卵巢和输卵管2、时间：

（1）卵原细胞和初级卵母细胞的形成在胚胎时期；（卵巢）

（2）减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成；（卵巢）

（3）减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。（输卵管）卵泡的发育不同发育阶段的卵泡排卵黄体退化黄体卵泡细胞卵巢胎儿期卵原细胞初级卵母细胞有丝分裂染色体复制场所：卵巢被卵泡细胞包围，形成卵泡初情期后初级卵母细胞生长透明带形成初级卵母细胞卵黄膜透明带次级卵母细胞+第一极体合子+第二极体MⅡM

Ⅰ马、犬排卵受精绵羊牛猪指卵子从卵泡中排出，进入输卵管排出的卵是___________初级卵母细胞排出的卵是_____次级卵母细胞中期透明带与卵黄膜之间有___极体受精的标志2个时间：排卵前后时间：在精子和卵子结合的过程中完成卵原细胞发生时间：胎儿期，地点：卵巢多个卵原细胞初级卵母细胞ＭⅠ在雌性动物排卵前后完成次级卵母细胞和第一极体ＭⅡ在受精过程中完成地点：输卵管合子和两个极体有丝分裂在卵黄膜和透明带间隙有两个极体思考：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.排出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，有的可能是次级卵母细胞，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？看看谁最快！减数第一次分裂在什么时间完成？减数第二次分裂在什么时间完成？排卵发生在什么时间？排卵前后受精过程中M

Ⅰ前后在什么场所完成？卵巢在什么场所完成？输卵管受精发生在什么场所？输卵管思考：1.一个卵泡中能形成几个卵子？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？它在什么部位成熟？

正常情况下，一个卵泡只能形成一个卵子。是指卵子从卵泡中排出。讨论2精子和卵子的发生有何异同?讨论3项目精子发生卵子发生区别场所时间过程特点结果相同点卵子和精子发生的比较睾丸的曲细精管（场所唯一）卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）初情期性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前完成，减Ⅱ分裂在精子和卵子结合过程中完成①MⅠ和MⅡ是连续的，需变形成蝌蚪状精子②细胞质均等分配①MⅠ和MⅡ是不连续的，不需变形，卵子是球状的②细胞质不均等分配形成4个精子细胞形成1个卵细胞和3个极体①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟过程均经一次复制和两次分裂④子细胞中的染色体数目减半3、卵子的成熟部位和受精部位正确的是（）

A、卵巢卵巢B、卵巢输卵管C、输卵管输卵管D、输卵管子宫4、下列不是精子、卵子发生的区别是（）A、初级精母、卵母细胞形成时间B、MⅠ分裂和MⅡ分裂的时间连续性C、成熟生殖细胞是否经过变形

D、成熟生殖细胞中染色体的数量CD4、下图表示卵子发生过程，请据图回答有关问题。卵原细胞初级卵母细胞卵原细胞次级卵母细胞

+A+B第二极体④EC（1）图中A是，B是，E是指作用，阶段C指，阶段D是指（2）当观察到第二极体时，可以表明

（3）能发生染色体的着丝点分裂的阶段是（填序号）（4）①阶段存在的变异方式是第一极体合子受精胎儿期初情期卵子己完成了受精①④基因突变、染色体变异D三、受精1、概念:3、标志:2、场所:1、概念:指精子和卵子结合形成合子

(即受精卵)的过程。3、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。2、场所:受精是在输卵管内完成的。三、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（一）受精前的准备阶段:准备阶段1——精子获能1、发现精子获能现象的科学家是谁？2、精子获能是什么样的生理现象？准备阶段2——卵子的准备1、刚排出的卵子是初级卵母细胞还是次级卵母细胞？2、刚排出卵子具备受精能力吗？什么时期的细胞才能受精？准备阶段1：精子获能

即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段2：卵子的准备

即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。受精阶段包括哪些过程？精子穿越放射冠精子进入卵细胞膜原核形成融合精子穿越透明带卵子结构图资料:1)精子穿越放射冠1、放射冠是什么？2、精子穿越放射冠时发生什么反应？是如何进行的？受精阶段:1.精子穿越放射冠和透明带

（1）顶体反应：顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞群。（2）穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。2)精子穿越透明带1、精子穿越透明带时形成孔道时需要什么酶？2、精子穿越透明带后并接触卵细胞膜时发生什么反应？(3)穿过透明带：

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。

透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。4)精子进入卵细胞膜1、精子是如何进入卵细胞膜的？2、精子入卵后卵细胞膜会发生什么反应？3、精子入卵后，精子有什么变化？3.精子进入卵细胞膜卵细胞膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障卵黄膜上的微绒毛抱住精子精子进入卵子后,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。★原核形成：雄原核和雌原核形成.★配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)受精完成标志在受精作用过程中，为了防止多精入卵，共筑起几道屏障？分别是什么？受精过程小结

接触透明带精子接触卵黄膜精、卵相遇顶体酶释放溶解放射冠精子穿越透明带形成第一道屏障精子被微绒毛抱合精子外膜与卵细胞膜融合顶体反应精子穿越放射冠顶体酶溶解透明带产生透明带反应精子进入卵变化1变化2尾部脱离核膜破裂变化3激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体融合形成受精卵形成第二道屏障产生卵细胞膜封闭作用形成雄原核形成雌原核精子进入卵后受精的意义：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。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：受精卵囊胚期原肠胚期（包括内、中、外三幼体卵裂（包括2细胞期、4细胞期、8细胞、16细胞期、32细胞期）胚层和原肠腔）四、胚胎发育1、卵裂期的特点：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.胚胎发育受精卵卵裂期桑椹胚：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加，或略有减少，DNA增多，有机物减少。：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：最初发育在输卵管进行有丝分裂2、早期胚胎发育的几个阶段桑椹桑椹胚囊胚:1、囊胚由哪几部分组成？什么叫孵化？原肠胚:2、外胚层和内胚层分别来源什么细胞？3、原肠腔和囊胚腔有什么不同？4、胚胎发育过程中细胞从什么时期开始分化？囊胚（内含囊胚腔）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2、早期胚胎发育的几个阶段囊胚期滋养层：发育成胚胎的附属结构或胚外结构，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内细胞团细胞：即胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有全能性，能发育成完整的胚胎滋养层内细胞团囊胚腔囊胚的形成原肠胚（内含原肠腔）滋养层外胚层中胚层内胚层2、早期胚胎发育的几个阶段受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原肠腔原肠胚外胚层中胚层内胚层———————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早期胚胎发育的几个阶段小结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。

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瞬间

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。

精子试图进入卵子瞬间受精第一天卵裂期卵裂期桑椹胚囊胚︱胚卵期囊胚植入子宫内膜，胚卵期结束受精后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。

孕四周受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150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。神奇的生命现象新生儿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<讨论>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8~16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。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。巩固练习1．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠

A．①②B．②③C．③④D．②④B2．在受精过程中（）①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生

A．①②⑤B．①④⑤

C．②③④D．②④⑤B在动物胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成，但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明（）A.原肠胚末期已出现了组织分化和器官的形成B.细胞是全能的C.原肠胚末期出现了细胞分化D.原肠胚已出现了三个胚层C当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力A.减数第二次分裂后期B.减数第一次分裂末期C.减数第二次分裂中期D.减数第二次分裂结束成熟C关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是()(多选)A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的。BCD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D下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 （）A.受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官的分化B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化C.受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化D桑椹胚是指（）A．含有一个充满液体的腔B．总体积大于受精卵C．受精卵不断分裂后形成D．外面无透明带C（09海南卷）26（选修3：现代生物科技专题）请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的

能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于

卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂

期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明

过程已完成。顶体酶初级中受精研究表明，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量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是()ACDBACDA获能后的精子和卵子受精时,将会发生（多选）（）A、尾部脱落B、顶体反应C、卵黄膜封闭D、透明带反应精子入卵后，发生的变化是（多选）（）

A、精子完成第二次减数分裂，形成雄原核

B、精子发生顶体反应

C、激发透明带反应

D、卵子完成第二次减数分裂，形成雌原核ABCDCD下列不是精子、卵子发生的区别是（）A、初级精母、卵母细胞形成时间B、MⅠ和MⅡ的时间连续性C、成熟生殖细胞是否经过变形D、成熟生殖细胞中染色体的数量下列属于精子和卵子的发生上的区别是（）A细胞的分裂方式B染色体数量C遗传物质D生殖细胞的贮备DD下列说法正确的是（）A、成熟精子遇到卵子便可以发生受精作用B、排出成熟卵子的过程即为排卵C、卵子形成时分裂过程均在卵巢内完成的D、卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的D专题3:胚胎工程§3.2体外受精和早期胚胎培养1999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康.婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血.5年后，该妇女第二次怀孕，6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。(1)血友病的遗传方式为：(2)如果用B、b分别表示血友病基因和正常基因，则父亲、母亲的基因型分别是（）和（）。如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是（）伴X染色体隐性遗传XBYXBXb1/2夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1－2个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植。最后一个移植成功。根据资料回答下列问题（1）试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕，生产婴儿的过程相同之处是：不同之处是都是通过有性生殖产生都是在母体子宫内发育形成胎儿受精作用在体外，并在体外发育成早期胚胎再进行胚胎移植的概率为50％，女性正常男性胎儿从母亲获得b基因，患病1/4（3）医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后，可通过观察（），判断胎儿的性别，你认为医生应选用（）胚胎进行移植原因是（），自然状态下，出现这样胚胎的概率是（）。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。染色体组成女性名词：借腹怀胎（生子）所谓“借腹生子”是指利用试管动物（婴儿）技术和胚胎移植技术，在受体母亲子宫内使胎儿发育成熟而生出的过程试管动物技术

是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。

从试管牛说起

实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是（）和（）的培养体外受精早期胚胎（1）体外受精：①概念采取雌性动物的（）和雄性动物的（），使其在（）中受精。卵细胞精子试管注：但发育的主要场所是（）母体采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图体外受精1.卵母细胞的收集和培养对不同动物,采取卵母细胞的方法不同2.精子的收集和获能

1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊一定浓度的肝素A23187溶液（钙离子载体）3.受精

在获能溶液或专用的受精溶液中完成受