专题 胚胎工程

专题胚胎工程第一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六操作对象：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第二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六胚胎工程的建立一.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。第三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六一.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3、1体内受精和早期胚胎发育第四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程多个精原细胞变形通过什么方式经过什么过程才可称为初级精母细胞第五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六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膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落)第六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

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:第七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

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？第八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六2.卵子的发生(1)发生部位：卵巢(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。第九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六排卵第十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六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MⅠ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）卵子发生过程MⅡ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第十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六卵子受精的标志：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。第十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六1.一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。第十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？相似点：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（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同点：一个精原细胞——多个精子；一个卵原细胞——一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。第十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六二、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：输卵管第十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六一)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：第十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六二)受精阶段: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

透明带反应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(受精完成标志)形成合子(受精卵)第十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六哺乳动物受精过程示意图第十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。第十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

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：第二十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

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：第二十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

第二十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第二十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

第二十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六

第二十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第二十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六内细胞团囊胚腔第二十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六4.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。第二十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六充满活力的精子第二十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六受精后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。

第三十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六受精后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。

第三十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六人类胚胎第8周时在子宫内的照片第三十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六此时胎儿已长到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。第三十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第三十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第四十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第四十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六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三.胚胎发育滋养层外胚层中胚层内胚层原肠腔第四十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六1.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？教材p67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。第四十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3.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。第四十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3、2体外受精和早期胚胎培养如果哺乳动物完成体外的胚胎发育需要经过哪些环节?让我们来做一次胚胎工程专家,共同模拟研究“试管牛”工厂化生产的技术流程第四十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六“试管牛”工厂化生产的技术流程第四十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六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怎样才能采集到这两种细胞？体外受精怎样完成体外培养的条件怎样第四十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六1.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。例如：用促性腺激素处理动物，促进排卵第四十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六第四十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六2.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、羊第五十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3.受精

在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程常用获能药物是？第五十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六4.胚胎的早期培养培养液:

水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.此培养液似曾相识?第五十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3.3胚胎工程的应用及前景家畜的胚胎移植胚胎分割体外生产胚胎技术第五十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期六1、胚胎移植1、定义：2、优势：3、实质：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、生理状况相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性第五十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期六胚胎移植的生理学基础第一：供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二：哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。第五十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期六胚胎移植的技术程序1.供体和受体的选择2.超数排卵处理3.供体母畜的配种4.胚胎的收集5.胚胎的检查6.胚胎的保存与培养7.胚胎的移植8.对受体母牛进行妊娠检查9.受体母牛产下胚胎移植的小牛第五十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期六2、胚胎分割移植1)、定义：2)、实质：

是指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，经移植获得同卵双生或多胚胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。第五十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3)、胚胎分割移植的具体操作：选材：注意事项选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意内细胞团要均等分割。第五十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期六4)、胚胎分割所需的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪第五十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期六用胚胎移植繁育良种种畜的意义缩短了供体本身的繁殖周期，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。第六十页，共六十五页，编辑于2023年，星期六3.胚胎干细胞（简称ES或EK）第六十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期六1999年12月，美国《科学》杂志公布了当年世界科学进展的评定结果，干细胞的研究成果列在举世瞩目耗资巨大的人类基因组工程之前，名列十大科学进展首位。2002年3月，美国麻省理工学院的科学家宣布，他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管，证明了胚胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。目前已有报导ES细胞能在适当条件下分化为心肌细胞，胰岛细胞，血管内皮细胞，肝细胞等。第六十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期六（1）全能干细胞:

包括：胚胎干细胞（embryonicstemcells,ES细胞）生