专题三胚胎工程一轮复习省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

专题三专题三 胚胎工程胚胎工程第1页l操作对象：早期胚胎和配子操作对象：早期胚胎和配子l技术伎俩：胚胎移植、体外受精、技术伎俩：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等l理论基础：哺乳动物受精卵和早期胚胎理论基础：哺乳动物受精卵和早期胚胎 发育规律发育规律胚胎工程概念胚胎工程概念:第2页胚胎工程建立胚胎工程建立一一.胚胎移植技术研究胚胎移植技术研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺乏基础胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺乏基础步骤。步骤。二二.胚胎移植技术成功和应用带动和加速了体外受胚胎移植技术成功和应用带动和加速了体外受精技术研究。精技术研究。三三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别判定、胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别判定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技术应运而生。技术应运而生。第3页知识网络构建知识网络构建:胚胎工程胚胎工程胚胎工程应用胚胎工程应用胚胎移植胚胎移植胚胎分割胚胎分割基本程序基本程序移植生理学基础移植生理学基础体外受精和早期体外受精和早期胚胎培养胚胎培养试管动物技术试管动物技术体外受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养体内受精和早期体内受精和早期胚胎发育胚胎发育精子发生精子发生卵子发生卵子发生受精受精早期胚胎发育早期胚胎发育胚胎干细胞胚胎干细胞第4页一、体内受精和早期胚胎发育一、体内受精和早期胚胎发育（一）、精子和卵子发生（一）、精子和卵子发生（二）、受精（二）、受精（三）、胚胎发育（三）、胚胎发育第5页（一）（一）1、精子发生、精子发生1 1）、场所：）、场所：2 2）、时期：）、时期：3 3）、过程：）、过程：睾丸（曲细精管）睾丸（曲细精管）从从初情期初情期开始直到开始直到生殖功效生殖功效衰退衰退发生过程大致可分为发生过程大致可分为三个阶三个阶段段第6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7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主要部分精子头主要部分头部顶体头部顶体精子尾精子尾线粒体鞘线粒体鞘(尾基部尾基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最终最终脱落脱落)第8页2.2.卵子发生卵子发生l1)1)发生部位：卵巢发生部位：卵巢l2)2)时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退l减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成；减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂在精子和卵子结合过程中完成。减数第二次分裂在精子和卵子结合过程中完成。第9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M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M排卵前后完成排卵前后完成在受精过程完成在受精过程完成被卵泡细胞包被卵泡细胞包围围,形成卵泡形成卵泡胎儿期完成胎儿期完成第10页误点警示：误点警示：1 1、一个卵泡中普通能形成一个成熟卵子。、一个卵泡中普通能形成一个成熟卵子。2 2、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡 从卵巢中排出。从卵巢中排出。3 3、刚排出卵子还未完全成熟，普通仅完成、刚排出卵子还未完全成熟，普通仅完成 减数第一次分裂，需要在输卵管内深入减数第一次分裂，需要在输卵管内深入 成熟。成熟。第11页（二）受精（二）受精1 1、受精部位、受精部位:2 2、受精标志、受精标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带间隙能够观察到间隙能够观察到两个极体两个极体时。时。输卵管输卵管第12页3 3、过程、过程受精前准备受精前准备阶段阶段受精阶段受精阶段精子获能精子获能（在雌性动物生殖道）（在雌性动物生殖道）卵子获能卵子获能（到达减数第二次分（到达减数第二次分裂中期时才具备与精裂中期时才具备与精子受精能力）子受精能力）第13页受精阶段受精阶段: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使顶体内酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞细胞 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)配子结合：配子结合：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14页放射冠放射冠放射冠放射冠（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵丘细胞）透明带透明带透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵黄膜卵黄膜细胞核细胞核细胞核细胞核第一极体第一极体第一极体第一极体发生发生顶体顶体反应反应，穿越放射冠穿越放射冠第15页 穿过透明带穿过透明带发生透明带发生透明带反应反应第16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(雌原核雌原核)同时向同时向细胞中部靠拢细胞中部靠拢,并相互融合成一并相互融合成一个细胞核个细胞核,这时这时称受精卵。称受精卵。形成受精卵：形成受精卵：第17页精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越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产生透明带反应形成第一道屏障（形成第一道屏障（作用作用 ）精子被微绒毛抱合精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵第18页精精子子进进入入卵卵后后改变改变改变改变改变改变产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道屏障形成第二道屏障 （作用）（作用）尾部脱离尾部脱离核膜破裂核膜破裂形成雄原核形成雄原核形成雌原核形成雌原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵第19页误点警示：误点警示：1 1、成熟精子无受精能力，需要在生殖道内、成熟精子无受精能力，需要在生殖道内 获能后方能受精。获能后方能受精。2 2、动物排出卵子并未成熟，只有到达减数、动物排出卵子并未成熟，只有到达减数 第二次分裂中期时，才具备受精能力。第二次分裂中期时，才具备受精能力。3 3、受精卵遗传物质中，核遗传物质二分之一、受精卵遗传物质中，核遗传物质二分之一 来自精子，二分之一来自卵子，质遗传物质几来自精子，二分之一来自卵子，质遗传物质几 乎全来自卵子。乎全来自卵子。第20页4.4.意义意义 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目维持每种生物前后代体细胞中染色体数目标恒定标恒定 ；对于生物遗传和变异十分主要。；对于生物遗传和变异十分主要。第21页（三）胚胎发育（三）胚胎发育第22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）胎儿形成胎儿形成由含有由含有全能性细胞全能性细胞组成，细胞数在组成，细胞数在3232个个左右，排列紧密，形似桑椹左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：内细胞团：发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织滋养层细胞：滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘：最初发育在最初发育在输卵管输卵管进行有丝分裂进行有丝分裂1 1、胚胎发育过程、胚胎发育过程一孔：一孔：胚孔胚孔二腔：二腔：扩大原肠腔，扩大原肠腔，缩小囊胚腔缩小囊胚腔三胚层：三胚层：外胚层，中胚层，外胚层，中胚层，内胚层内胚层第23页2、卵裂期特点：、卵裂期特点：细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积 或略有或略有_ 每个细胞体积每个细胞体积_DNADNA总数目总数目_有机物总量有机物总量_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加降低降低第24页误点警示：误点警示：1 1、发育中细胞分裂均为有丝分裂，、发育中细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高阶段，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高阶段，但要注意细胞分化贯通整个个体发育过程中。但要注意细胞分化贯通整个个体发育过程中。2 2、桑椹胚以前细胞均未分化，细胞全能性高，、桑椹胚以前细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割最正确时期是胚胎分割最正确时期3 3、桑椹胚到囊胚发育过程中，细胞开始分化，、桑椹胚到囊胚发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割第25页例：例：研究表明，大多数动物如蛙受精卵研究表明，大多数动物如蛙受精卵在卵裂期伴随卵裂进行胚胎体积并不增在卵裂期伴随卵裂进行胚胎体积并不增大，但胚胎细胞核总质量与细胞质总质大，但胚胎细胞核总质量与细胞质总质量（核量（核/质）比值却发生改变。以下符合质）比值却发生改变。以下符合卵裂期核质质量比值改变趋势示意图是卵裂期核质质量比值改变趋势示意图是()()ACDBACDA第26页二、体外受精和早期胚胎培养二、体外受精和早期胚胎培养（一）、试管动物技术（一）、试管动物技术（二）、体外受精（二）、体外受精（三）、早期胚胎培养（三）、早期胚胎培养第27页 是指经过人工是指经过人工操作使卵子和精子操作使卵子和精子在体外条件下在体外条件下成熟成熟和受精和受精，并经过，并经过培培养养发育成早期胚胎发育成早期胚胎后，再经后，再经移植移植产生产生后代技术。后代技术。（一）试管动物技术（一）试管动物技术第28页（二）、体外受精（二）、体外受精过程过程采集精子采集精子采集卵母细胞采集卵母细胞获能获能培养培养受精卵受精卵1.1.卵母细胞搜集和培养卵母细胞搜集和培养2.2.精子搜集和获能精子搜集和获能 3.3.受精受精 在在获能溶液获能溶液或或专专用受精溶液用受精溶液中完中完成受精过程。成受精过程。1)1)搜集方法搜集方法:假阴道法假阴道法,手握手握法和电刺激等。法和电刺激等。2)2)获能处理获能处理:培养法：啮齿动物、家兔培养法：啮齿动物、家兔和猪和猪 化学法：牛、羊化学法：牛、羊-超数排卵处理超数排卵处理第29页 发育培养液发育培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、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。氨基酸、核苷酸以及动物血清等。（三）、胚胎早期培养（三）、胚胎早期培养 胚胎发育到适宜阶段时，可取出向受体移胚胎发育到适宜阶段时，可取出向受体移植或冷冻保留植或冷冻保留第30页试管动物与克隆动物区分试管动物与克隆动物区分试管动物试管动物克隆动物克隆动物生殖方式生殖方式l技术伎俩遗传规律遗传规律有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖试管动物技术试管动物技术动物细胞核动物细胞核移植技术移植技术遵照遵照不遵照不遵照第31页三、胚胎工程应用及前景三、胚胎工程应用及前景（一）、胚胎移植（一）、胚胎移植（二）、胚胎分割（二）、胚胎分割（三）、胚胎干细胞培养（三）、胚胎干细胞培养第32页（一）、胚胎移植（一）、胚胎移植 1 1、概念、概念:将雌性动物早期胚胎将雌性动物早期胚胎,或者经过其它方式得或者经过其它方式得到胚胎到胚胎,移植到同种、生理状态相同其它雌性动物体移植到同种、生理状态相同其它雌性动物体内，使之发育为新个体技术。内，使之发育为新个体技术。2 2、胚胎移植生理学基础、胚胎移植生理学基础1)1)供体和受体相同生理环境供体和受体相同生理环境2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态,为胚胎搜集提供了可能为胚胎搜集提供了可能3)3)受体对移入子宫胚胎基本上不发生免疫排斥受体对移入子宫胚胎基本上不发生免疫排斥4)4)胚胎与受体建立正常联络胚胎与受体建立正常联络,但遗传物质没有改变但遗传物质没有改变第33页选择选择 供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检验、培养质量检验、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检验妊娠检验分娩（胚胎移植犊牛）分娩（胚胎移植犊牛）3 3、胚胎移植基本程序、胚胎移植基本程序第34页4 4、胚胎移植条件和时间、胚胎移植条件和时间（1 1）胚胎移植普通应在同种雌性供体和受体之）胚胎移植普通应在同种雌性供体和受体之间进行。间进行。（2 2）进行胚胎移植供体和受体生理状态要相同。）进行胚胎移植供体和受体生理状态要相同。5 5、胚胎移植意义、胚胎移植意义 可充分发挥优异个体繁殖潜能，可充分发挥优异个体繁殖潜能，缩短繁殖周期缩短繁殖周期,增加一生繁殖后代数量增加一生繁殖后代数量第35页1.1.概念概念:采取机械方法将早期胚胎切割成采取机械方法将早期胚胎切割成2 2等份等份,4,4等份或等份或8 8等份等等份等,经移植取得同卵双胎或多胎技经移植取得同卵双胎或多胎技术。术。2.2.特点特点:后代含有相同遗传物质（无性繁殖或克后代含有相同遗传物质（无性繁殖或克隆）隆）3.3.选择胚胎选择胚胎:发育良好发育良好,形态正常桑椹胚或囊胚。形态正常桑椹胚或囊胚。4.4.分割要求：内细胞团均等分割分割要求：内细胞团均等分割5.5.存在问题存在问题（二）、胚胎分割（二）、胚胎分割第36页1.1.概念概念:简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由早期胚胎或原始性是由早期胚胎或原始性腺中分离出来一类细胞。腺中分离出来一类细胞。（三）、胚胎干细胞培养（三）、胚胎干细胞培养2.2.分类：分类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞第37页4.4.主要用途主要用途(1)(1)治疗人类一些顽症治疗人类一些顽症(2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植培育出人造组织器官，用于器官移植(3)(3)是研究体外细胞分化理想材料是研究体外细胞分化理想材料3.3.特点特点:1)1)形态形态:体积小，细胞核大体积小，细胞核大,核仁显著。核仁显著。2)2)功效功效:含有发育全能性。可分化为成年动物体内任何含有发育全能性。可分化为成年动物体内任何一个组织细胞。一个组织细胞。3 3）在体外培养条件下，）在体外培养条件下，ESES细胞能够增殖而不发生分化。细胞能够增殖而不发生分化。对它能够进行冷冻保留，也能够进行遗传改造。对它能够进行冷冻保留，也能够进行遗传改造。第38页本专题中共包括到了哪些培养液，它们作本专题中共包括到了哪些培养液，它们作用分别是什么？用分别是什么？l获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用l一定浓度肝素或钙离子载体一定浓度肝素或钙离子载体A23187A23187溶液：使精子溶液：使精子获能获能l专用受精溶液：完成受精作用专用受精溶液：完成受精作用l发育培养液：检验受精情况和受精卵发育能力发育培养液：检验受精情况和受精卵发育能力l动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞第39页l第一处：在书本第一处：在书本7070页，超数排卵法中冲出页，超数排卵法中冲出卵实质是减数第二次分裂中期次级卵母细卵实质是减数第二次分裂中期次级卵母细胞。胞。l第二处：在书本第二处：在书本7777页，搜集胚胎时在母体页，搜集胚胎时在母体子宫中冲卵实质是桑椹胚或囊胚子宫中冲卵实质是桑椹胚或囊胚本专题共包括到了二处冲卵，它们都在课文本专题共包括到了二处冲卵，它们都在课文中什么位置上，冲出卵实质是什么？中什么位置上，冲出卵实质是什么？第40页小结：小结：第41页