胚胎工程市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

需求引发技术革命需求引发技术革命技术革命推进了生产力发展技术革命推进了生产力发展第1页专题三专题三 胚胎工程胚胎工程第2页 胚胎工程主要应用于动胚胎工程主要应用于动物良种繁育，它最大程度挖物良种繁育，它最大程度挖掘了优良种畜繁殖潜能，也掘了优良种畜繁殖潜能，也基础医学研究、畜牧业、制基础医学研究、畜牧业、制药业领域也有着及其刺眼应药业领域也有着及其刺眼应用前景！用前景！第3页一、处理问题：一、处理问题：处理良种生产成本过高及处理良种生产成本过高及起源缺乏等关键性问题起源缺乏等关键性问题多、快、好、省地繁育动物良种多、快、好、省地繁育动物良种第4页二、理论依据：二、理论依据：好好“种种”好好“地地”育好育好“苗苗”好种：好种：优良种畜、它们所产生精 子、卵细胞以及其受精后形 成受精卵、发育成胚胎好地：好地：即适合于精子、卵子保留，受精卵和胚胎发育所需人工 条件或动物母体好苗：好苗：上述条件下，所得到含有 优良品质动物后代第5页三、技术伎俩：三、技术伎俩：(一一)获取好获取好“种种”人工取精技术人工取精技术早期胚胎培养技术早期胚胎培养技术体外受精技术体外受精技术人工受精技术人工受精技术诱导排卵技术诱导排卵技术冷冻精液技术冷冻精液技术第6页三、技术伎俩：三、技术伎俩：(二二)获取好获取好“地地”人工诱导同期发情技术人工诱导同期发情技术胚胎移植技术胚胎移植技术(三三)节约好节约好“种种”诱导超数排卵技术诱导超数排卵技术胚胎分割技术胚胎分割技术多快好省多快好省各种技术伎俩综合利用！各种技术伎俩综合利用！第7页专题三专题三 胚胎工程胚胎工程第一节第一节 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育第8页一、精子和卵子发生一、精子和卵子发生（1 1）发生场所：睾丸）发生场所：睾丸1 1、精子发生、精子发生（2 2）时间：）时间：初情期初情期生殖生殖 机能衰老机能衰老第9页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MM第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段MM精精子子发发生生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第10页变形阶段主要改变变形阶段主要改变第11页精子细胞变形中主要改变：精子细胞变形中主要改变：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.细胞内其它物质细胞内其它物质精子头部精子头部顶体顶体精子尾精子尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾基部尾基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最终脱落最终脱落)第12页 提醒：不是。其一，提醒：不是。其一，在自然条件下，精在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位层层筛选，致大子从射精部位运行到受精部位层层筛选，致大量精子死亡而被分解，最终抵达受精部位精子量精子死亡而被分解，最终抵达受精部位精子只有百余个，与卵子只有百余个，与卵子 完成受精只有一个完成受精只有一个；其；其二，这种优胜劣汰竞争机制有利于物种进化。二，这种优胜劣汰竞争机制有利于物种进化。1.1.家畜每次射精排出精子数以亿计，家畜每次射精排出精子数以亿计，不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这不过通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？能说是一个浪费吗？怎样了解这一现象？第13页 提醒：细胞核是精子遗传物质储存和复制提醒：细胞核是精子遗传物质储存和复制场所，也是后代遗传特征与细胞代谢活动控制场所，也是后代遗传特征与细胞代谢活动控制中心。而线粒体是呼吸供能主要场所。中心。而线粒体是呼吸供能主要场所。2.2.精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构精子细胞变成精子过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾一现象怎样了解？为何精子中线粒体集中在尾基部？基部？精子线粒体集中于尾基部有利于确保精子精子线粒体集中于尾基部有利于确保精子活性和运动能力，是完成受精最主要保障之活性和运动能力，是完成受精最主要保障之一。一。第14页2 2、卵子发生、卵子发生(1)(1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢(2)(2)时间：减时间：减：雌性动物排卵前完成；：雌性动物排卵前完成；减减：在精、卵结合过程中完成。：在精、卵结合过程中完成。第15页第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞卵卵 泡泡 结结 构构第16页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MM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（3 3）卵子发生过程）卵子发生过程MM排卵前后排卵前后完成完成在受精在受精过程完过程完成成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎儿时期完成胎儿时期完成第一时期第一时期第二第二时期时期第三第三时期时期第17页1.1.一个卵泡中能形成几个成熟卵子？一个卵泡中能形成几个成熟卵子？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.刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位刚排出卵是成熟卵子吗？它在母体什么部位与精子受精？与精子受精？答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数答：刚排出卵子还未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到分裂，需要在输卵管内深入成熟，直到减数第二次分裂减数第二次分裂中期中期才能与精子结合完成受精过程。排出卵才能与精子结合完成受精过程。排出卵 子是在子是在输卵管输卵管内与精子受精。内与精子受精。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卵成熟卵子。子。答：是指答：是指卵子卵子从卵泡中排出。从卵泡中排出。第18页 哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些哺乳动物精子和卵子发生主要有哪些相同点或不一样点？相同点或不一样点？相同点：相同点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不停增加生殖原细，不停增加生殖原细胞数量；经过胞数量；经过两次减数分裂两次减数分裂（MM和和MM）才）才能形成精子和卵子。能形成精子和卵子。不一样点：不一样点：一个精原细胞一个精原细胞四个精子；一个卵原细胞四个精子；一个卵原细胞一一个卵子；精子形成过程中要经历变形阶段，卵子则个卵子；精子形成过程中要经历变形阶段，卵子则不经历变形阶段。不经历变形阶段。第19页巩固练习巩固练习1.1.以下不属于胚胎工程是：以下不属于胚胎工程是：（）A.A.体外受精体外受精 B.B.胚胎分割、胚胎移植胚胎分割、胚胎移植C.C.胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 D.D.转基因鲤鱼培育转基因鲤鱼培育 2.2.有一个卵原细胞中含有有一个卵原细胞中含有A A与与AA、B B与与BB两对两对同源染色体，它形成含有同源染色体，它形成含有ABAB配子有配子有 （）A.1 A.1个个 B.0 B.0或或1 1个个 C.2 C.2个个 D.4 D.4个个DB第20页3 3、精子变形过程中（、精子变形过程中（）演变为精子）演变为精子尾？尾？A A、高尔基体、高尔基体 B B、细胞核、细胞核 C C、内质网、内质网 D D、中心体、中心体4 4、卵原细胞是经过、卵原细胞是经过()()方式增加其数量方式增加其数量？A A、无丝分裂、无丝分裂 B B、有丝分裂、有丝分裂 C C、减数分裂、减数分裂 D D、二分裂、二分裂DB第21页5 5、精子变形时，线粒体集中在尾基部原因解、精子变形时，线粒体集中在尾基部原因解释是释是 ()()A A、释放顶体酶发生透明带反应、释放顶体酶发生透明带反应 B B、产生能量促进精子运动、产生能量促进精子运动 C C、有利于质基因进入受精卵、有利于质基因进入受精卵 D D、受细胞核挤压形成、受细胞核挤压形成B6、（多项选择题）当前胚胎工程技术在生产、（多项选择题）当前胚胎工程技术在生产中应用较多是（中应用较多是（）A.A.胚胎移植胚胎移植 B.B.胚胎分割胚胎分割 C.C.体外生产胚胎技术体外生产胚胎技术 D.D.胚胎无害化处理技术胚胎无害化处理技术ABC第22页第23页二、受精二、受精1 1、概念：是、概念：是精子精子和和卵子结合卵子结合形成合子形成合子（即受精卵）过程。（即受精卵）过程。2 2、场所：、场所：输卵管输卵管第24页卵子受精标志：卵子受精标志：当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带间隙能够观间隙能够观察到察到两个极体两个极体时，说明卵子已经完成时，说明卵子已经完成了受精。了受精。注意：注意：1.区分受精标志和受精完成标志区分受精标志和受精完成标志 2.精子和卵子发生区分精子和卵子发生区分第25页一一)受精前准备阶段受精前准备阶段:1)1)精子获能精子获能:精子必须在雌性动物精子必须在雌性动物生殖道发生殖道发生对应生理改变后生对应生理改变后,才取得受精能力生理才取得受精能力生理现象现象.2)2)卵子准备卵子准备:在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二次减数第二次分裂中期分裂中期,才含有与精子受精能力才含有与精子受精能力3.3.过程：过程：第26页二二)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酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细使顶体内酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞胞 透明带反应透明带反应是预防多精入卵受精是预防多精入卵受精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预防多精入卵受精是预防多精入卵受精第二道屏障第二道屏障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)合子结合：合子结合：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)第27页哺乳动物受精过程示意图哺乳动物受精过程示意图第28页第29页穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。们首先穿放射冠。第30页 几个精子同几个精子同时分解透明带，时分解透明带，但只有一个精子但只有一个精子能穿过透明带进能穿过透明带进入卵子内，当第入卵子内，当第一个精子进入后，一个精子进入后，透明带穿透性就透明带穿透性就马上发生改变，马上发生改变，从而阻止其它精从而阻止其它精子穿越透明带。子穿越透明带。穿过透明带：穿过透明带：第31页 精子进入卵精子进入卵子后子后,其细胞核其细胞核变大到和卵子细变大到和卵子细胞核相同胞核相同,精子精子细胞核细胞核(雄原核雄原核)和卵子细胞核和卵子细胞核(雌雌原核原核)同时向细胞同时向细胞中部靠拢中部靠拢,并相并相互融合成一个细互融合成一个细胞核胞核,这时称受这时称受精卵。精卵。形成受精卵：形成受精卵：第32页4.4.意义意义维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染染色体数目标恒定色体数目标恒定 ；对于生物遗传；对于生物遗传和变异十分主要。和变异十分主要。第33页充满活力精子充满活力精子第34页此时经过种种障碍精子终于与卵子相遇，卵子外膜成此时经过种种障碍精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破关卡。此时，精子们把头为它们第一道需要攻破关卡。此时，精子们把头 钻到卵子外壁上，尾巴不停拍打着，卵子钻到卵子外壁上，尾巴不停拍打着，卵子 则伴随精子尾部运动迟缓地逆时针转动。则伴随精子尾部运动迟缓地逆时针转动。卵子外层被一卵子外层被一层透明薄膜保层透明薄膜保护着，这使它护着，这使它看起来像一个看起来像一个悬浮在天体中悬浮在天体中漂亮星球。漂亮星球。第35页经过种种障碍精子终于与卵子相遇经过种种障碍精子终于与卵子相遇第36页精子试图进入卵子精子试图进入卵子 第37页 此时此时,精子头已经钻进去了精子头已经钻进去了,我们还能够看我们还能够看 到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，到它中部和尾部，它就像一个不停旋转钻头，在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。在尾巴拍打驱动下，努力进入卵子。第38页第39页 受精后受精后8 8天。胚牙完成天。胚牙完成 着陆着陆,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。第40页 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎星期，人形已隐约可见。这时，胚胎心跳每分钟心跳每分钟140150140150下是母亲心跳两倍。下是母亲心跳两倍。第41页人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内照片周时在子宫内照片 第42页第43页第44页 此时胎儿已长到此时胎儿已长到2020周，他移动手臂，把手指周，他移动手臂，把手指 放在唇边，这能够促进它对吮吸反应放在唇边，这能够促进它对吮吸反应 。第45页第46页第47页第48页第49页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，细胞数量不停进行有丝分裂，细胞数量不停增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有降低。：由含有全能性细胞组成，细胞数在由含有全能性细胞组成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，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三三.胚胎发育胚胎发育滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔第50页第51页1.1.表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.2.将体外培养马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么将体外培养马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段胚胎？假如换成牛又该怎样处理？阶段胚胎？假如换成牛又该怎样处理？资料分析资料分析 答：马胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段胚胎。牛在自然情况下，胚答：马应选择囊胚阶段胚胎。牛在自然情况下，胚胎即使最早可在胎即使最早可在816816细胞阶段进入子宫，但为了提细胞阶段进入子宫，但为了提升移植后胚胎发育率和妊娠率，在实践中通惯用发升移植后胚胎发育率和妊娠率，在实践中通惯用发育到囊胚阶段胚胎进行移植。育到囊胚阶段胚胎进行移植。第52页3.3.为何说关于动物体内受精和胚胎发育研究，会为为何说关于动物体内受精和胚胎发育研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提醒：胚胎工程许多技术都是在了解哺乳动物提醒：胚胎工程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基础上实现。本节自然条件下受精和早期胚胎发育基础上实现。本节包括哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件包括哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律基下特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律基础上，在体外进行有效模拟，才使卵母细胞能在体础上，在体外进行有效模拟，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工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下基础研究结果。条件下基础研究结果。第53页一、概念一、概念 对对早期胚胎早期胚胎或或配子配子进行各种显微操进行各种显微操作或技术处理，多快好省作或技术处理，多快好省繁育繁育动物优良动物优良品种，扩大动物品种应用范围。以处理品种，扩大动物品种应用范围。以处理胚胎生产成本过高、起源缺乏等关键性胚胎生产成本过高、起源缺乏等关键性问题。问题。第54页第55页