细胞的生命历程PPT优秀资料

第四讲细胞的生命历程第4课时胚胎工程一、考试要求

1．理解哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。2．了解哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。3．记住哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。4．理解哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。5.了解哺乳动物胚胎的早期培养方法。6.了解体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。7.举例说出胚胎移植和胚胎分割。8.了解胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用二、知识整理

1．胚胎工程概念：对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微损伤和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎侵害、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，可满足人类的各种需求。

胚胎核移植技术是胚胎工程技术的一个方面，是胚胎工程不可缺少的基础环节。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与胚胎移植和体外受精技术相互配合，将进一步挖掘动物的繁殖能力，在畜牧业和制药等领域发挥重要的作用。

2．精子和卵细胞的发生

(1)精子的发生：场所：睾丸的曲细精管时间：从初情期开始，到生殖机能衰退过程(1）精原细胞→多个初级精母细胞（通过数次有丝分裂）(2）1个初级精母细胞→2个次级卵母细胞→4个精子细胞（通过减数分裂，即MI和MII）(3）精子细胞→精子（通过变形）(2)卵细胞的发生场所：卵巢时间：从胎儿时期开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）1）卵原细胞→初级卵母细胞2）1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞＋第一极体（排卵前后完成）3）1个次级卵母细胞→1个卵子＋第二极体（精子和卵子结合精子获能过程中成）过程3.受精过程中精子和卵细胞是如何结合在一起的？3.受精过程中精子和卵细胞是如何结合在一起的？概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。场所：雌性的输卵管内4.早期胚胎发育各阶段及其特点注意：动物精子的大小与动物的体型大小无关。概念：是指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，使之继续发育为新个体的技术。方法二：从屠宰母畜卵巢中采集1）卵原细胞→初级卵母细胞[思路解析]：冲出的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。非手术法（用移植管将其送入子宫）2．了解哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。概念：是指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，使之继续发育为新个体的技术。②功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；了解体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。②功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；5.体外受精的过程(1)卵母细胞的采集和培养①卵母细胞的采集：方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管冲取精子（针对实验动物，家畜猪、羊等）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体母畜卵巢中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）②卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟(2)精子的采集和获能①主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。假阴道法是用特制的假阴道，满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求。同时要配备有与供精动物相适应的台畜，训练动物爬跨台畜，借假阴道收集精液。手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手，直接把握雄性动物阴茎，施以适当压力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子部分的精液。电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济动物。此外，对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。②精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学法（通过肝素或钙离子载体A23187）(3）精子细胞→精子（通过变形）刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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在输卵管内结合完成受精过程。从胎儿时期开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，可满足人类的各种需求。1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病症举例说出胚胎移植和胚胎分割。概念：是指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，使之继续发育为新个体的技术。电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济动物。1）卵原细胞→初级卵母细胞4．理解哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。(3)受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精6.胚胎早期培养的条件、用途

条件：受精卵在发育培养液中培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等用途：当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。7.胚胎移植

概念：是指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，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体叫供体，接受胚胎的个体叫受体。应用：胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最后一道“工序”现状：在牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、实用。意义：可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力。供体主要职能只是产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期生理学基础：胚胎移植成功与否关系到：供体和受体的生理状况有关。1）供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境2）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供可能3）受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供可能4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传物质不受影响基本程序：1）供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理）2）配种或人工受精3）胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（－196℃的液氮）4）胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）；非手术法（用移植管将其送入子宫）5）移植后的检查（是否妊娠）等8.胚胎分割

概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。仪器设备：实体显微镜和显微操作仪

操作程序：1）选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿2）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空透明带或直接将裸半胚移植给受体。分割囊胚时要将内细胞团均等分割。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限。9.胚胎干细胞概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。特点：

①形态上：体积小、细胞核大、核仁明显②功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外可增殖而不发生分化；可冷冻保存；可进行遗传改造。

意义：

1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病症2）ES细胞体外诱导分化，可培育人造组织器官3）ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞分化三、知识拓展1.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点和不同点？

相似之处：细胞分裂的最初阶段为有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之处：由一个精原细胞分裂最后可产生多个精子；一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。精子的形状为蝌蚪状；卵子为球形。特别提醒：精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。不同之处：①精子的变形过程：细胞核→精子头的主要部分高尔基体→头部的顶体精子细胞中心体→精子的尾精子（包括头、颈、尾）线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜其他物质→原生质滴（最后脱落）注意：动物精子的大小与动物的体型大小无关。②卵子发生过程中的注意事项：正常情况下，1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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在输卵管内结合完成受精过程。注意：判断卵子是否受精的重要标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到2个极体。顶体反应：获能后的精子，在雌性动物生殖道与卵子相遇时，出现精子顶体膨大，精子质膜（外膜）和顶体外膜局部融合，并在融合处形成一些泡状物，随后脱落，造成精子顶体外膜出现孔洞，使顶体内储存的与受精有关的酶释放出来，参与精子和卵子的受精过程，这种生理现象叫顶体反应。防止多精入卵受精的两道屏障：

屏障一：透明带反应。当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜的瞬间，卵子发出指令（信号），产生阻止后续的精子进入透明带的生理反应。

屏障二：卵黄膜封闭作用。当第一个精子进入卵黄膜后，会立即引起卵黄膜的紧缩、增厚，产生阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精的生理反应，也叫做多精子入卵阻滞。2.受精过程中几个主要的反应

超数排卵：简称“超排”，是指给供体母畜注射促性腺激素，使其发情，一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的成熟卵子，经合理的人工授精方法，可以获得数量较多的可移植胚胎。

冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。特别提醒：冲卵不是指把卵子冲出来。3.何谓超数排卵和冲卵？4.对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？

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，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。

5.为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一？生物的无性繁殖方式统称为克隆。就胚胎分割技术本身而言，是将同一胚胎分割成几部分，借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式，因此，也属于动物克隆的一种方法。6.用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。

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与胚胎移植和体外受精技术相互配合，将进一步挖掘动物的繁殖能力，在畜牧业和制药等领域发挥重要的作用。方法二：从屠宰母畜卵巢中采集高尔基体→头部的顶体D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大胚胎移植成功与否关系到：供体和受体的生理状况有关。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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在输卵管内结合完成受精过程。Ａ．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同第四讲细胞的生命历程②精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学法（通过肝素或钙离子载体A23187）②功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。(3）精子细胞→精子（通过变形）概念：是指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，使之继续发育为新个体的技术。获能的精子＋培养成熟的卵子②精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学法（通过肝素或钙离子载体A23187）1．关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是()四、高考真题1．关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是()Ａ．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同