高三生物胚胎工程.pptx

一、精子和卵子的发生一、精子和卵子的发生（一）精子的发生（一）精子的发生(1)场所场所:(2)时期时期:睾睾 丸丸初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退分三个阶段分三个阶段(3)过程：过程：精子形成过程归纳精子形成过程归纳精原细胞精原细胞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（M分裂）分裂）（M分裂）分裂）染色体复制染色体复制变变 形形第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段精子细胞精子细胞精精 子子精子细胞变形总结精子细胞变形总结1.细胞核细胞核2.高尔基体高尔基体3.中心体中心体4.线粒体线粒体5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾的基部尾的基部)原生质滴原生质滴(球状，最后脱落球状，最后脱落)(二二)卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程(1)场所：场所：卵巢卵巢胎儿期胎儿期透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵原卵原细胞细胞初级卵初级卵母细胞母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞、极体次级卵母细胞、极体第第二二极极体体M I第第一一极极体体M合子、两个极体合子、两个极体受精受精初情期后初情期后(2)过程过程卵卵子子发发生生过过程程归归纳纳卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞胎儿时期胎儿时期生长，形成透明带生长，形成透明带次级卵母细胞次级卵母细胞第一极体第一极体MM卵子卵子第二极体第二极体退化消失退化消失受精受精马、犬马、犬绵羊、绵羊、猪、牛猪、牛排排卵卵合子合子1.概念概念:指指精子和卵子精子和卵子结合形成结合形成合子合子(即即受精受精卵卵)的过程。的过程。2.标志标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体时。时。3.场所场所:受精是在受精是在输卵管输卵管内完成的。内完成的。二、受精二、受精4.过程过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段准备阶段准备阶段1：精子获能精子获能准备阶段准备阶段2：卵子的准备卵子的准备受精阶段受精阶段: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的酶释放出来并溶解使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞放射冠内的卵丘细胞透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一第一道屏障道屏障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防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障3)原核形成：雄原核形成和雌原核形成原核形成：雄原核形成和雌原核形成4)配子结合：雌雄原核配子结合：雌雄原核融合融合形成合子形成合子(受精卵受精卵)精精子子进进入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化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三三胚胚胎胎发发育育受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚(内含囊胚腔内含囊胚腔)原肠胚原肠胚(内含原肠腔内含原肠腔)胎儿形成胎儿形成：在：在透明带透明带内进行有丝分裂，细内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数：由具有全能性细胞构成，细胞数在在3232个左右，排列紧密，形似桑椹个左右，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：发育成胎膜滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘和胎盘：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滋养层外胚层滋养层外胚层中胚层内胚层中胚层内胚层原肠腔原肠腔四、试管动物技术四、试管动物技术1.概念：概念：通过人工操作使卵子和精子在体外条通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术胚胎后，再经过移植产生后代的技术2.过程过程移植移植卵子卵子受精卵受精卵早期胚胎早期胚胎子宫子宫精子精子个体个体（1 1）卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养(1)如何使雌性动物排出更多的卵子如何使雌性动物排出更多的卵子促性腺激素处理促性腺激素处理从输卵管中冲取卵子，又叫从输卵管中冲取卵子，又叫(冲卵冲卵)(2)对实验动物小鼠、兔和小家畜如猪、对实验动物小鼠、兔和小家畜如猪、羊动物如何采集卵子羊动物如何采集卵子不能。需体外培养至不能。需体外培养至MII中期中期(4)采集的卵子是否马上可以受精采集的卵子是否马上可以受精(3)对于大家畜或大型动物如何采集卵子对于大家畜或大型动物如何采集卵子从屠宰场刚屠宰的雌性动物体内摘从屠宰场刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。利用超声波探测仪、内窥镜或腹腔利用超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞镜，从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞（2 2）精子的收集和获能）精子的收集和获能1)收集的方法收集的方法:假阴道法、手握法、电刺激等假阴道法、手握法、电刺激等 2)获能处理获能处理:培养法培养法：啮齿动物、家兔和猪：啮齿动物、家兔和猪 化学法化学法：牛、羊：牛、羊（3 3）受精）受精获能的精子成熟的卵子（获能的精子成熟的卵子（MII）获能液获能液受精卵受精卵或或受受精精液液发育培养液发育培养液胚胎胚胎3、胚胎早期培养、胚胎早期培养培养发育到适宜阶段时，可将其取培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。出向受体移植或冷冻保存。不同动物不同动物胚胎移植胚胎移植时间不同时间不同桑椹胚或囊胚阶段桑椹胚或囊胚阶段:8个或个或16细胞胚阶段细胞胚阶段:816个细胞胚阶段个细胞胚阶段:牛、羊牛、羊小鼠、家兔小鼠、家兔试管婴儿试管婴儿五、胚胎移植五、胚胎移植1.概念概念:将雌性动物的早期胚胎，或者通过将雌性动物的早期胚胎，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到同种的、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，生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。使之发育为新个体的技术。供体供体：提供胚胎的个体。：提供胚胎的个体。受体受体：接受胚胎的个体。：接受胚胎的个体。2.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境供体和受体相同的生理环境2)早期胚胎处于游离状态，为胚胎的收早期胚胎处于游离状态，为胚胎的收 集提供了可能集提供了可能3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生受体对移入子宫的胚胎基本上不发生 免疫排斥免疫排斥4)胚胎与受体建立正常的联系，但遗传胚胎与受体建立正常的联系，但遗传 物质没有改变。物质没有改变。3.胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序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查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）4.胚胎移植成功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件 （1）胚胎移植一般应在同种的雌性）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。生理状态要相同。六、胚胎分割六、胚胎分割1.概念概念:2.特点特点:采用采用机械方法机械方法将早期胚胎切割成将早期胚胎切割成2等份，等份，4等份或等份或8等份等，经移植获得等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。同卵双胎或多胎的技术。后代具有相同的遗传物质，属无后代具有相同的遗传物质，属无性生殖。性生殖。3.选择的胚胎选择的胚胎:哺乳动物哺乳动物受精卵的受精卵的发育发育桑椹胚桑椹胚8细胞细胞4细胞细胞2细胞细胞3.选择的胚胎选择的胚胎:发育良好的，形态正常的发育良好的，形态正常的桑椹胚桑椹胚或囊胚或囊胚。3.选择的胚胎选择的胚胎:4.使用的主要仪器：使用的主要仪器：发育良好的，形态正常的发育良好的，形态正常的桑椹胚桑椹胚或囊胚或囊胚。3.选择的胚胎选择的胚胎:4.使用的主要仪器：使用的主要仪器：发育良好的，形态正常的发育良好的，形态正常的桑椹胚桑椹胚或囊胚或囊胚。实体显微镜实体显微镜和和显微操作仪显微操作仪牛胚胎性别鉴定和分割示意图牛胚胎性别鉴定和分割示意图七、胚胎干细胞七、胚胎干细胞1.概念概念:简称简称ES或或EK细胞，是由细胞，是由早期胚胎或早期胚胎或原始性腺原始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。2.特点特点:1)形态：体积小，细胞核大，核仁明显。形态：体积小，细胞核大，核仁明显。2)功能：具有发育的功能：具有发育的全能性全能性。可分化为成。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。年动物体内任何一种组织细胞。体外培养可增殖不分化。体外培养可增殖不分化。全能细胞全能细胞桑椹胚及以前桑椹胚及以前:能发育成完整个体能发育成完整个体多能干细胞多能干细胞(胚胎干细胞胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来:能分化出动物体内的任何组织能分化出动物体内的任何组织专能干细胞专能干细胞(成体干细胞成体干细胞)如骨髓干细胞、皮肤生发层细胞等如骨髓干细胞、皮肤生发层细胞等:能分化出特定的组织能分化出特定的组织1.分清两个标志分清两个标志受精的标志和受精完受精的标志和受精完成的标志成的标志(1)受精标志：在透明带和卵黄膜之间受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。观察到两个极体。(2)受精完成的标志：雌、雄原核的融受精完成的标志：雌、雄原核的融合。合。易难点分析易难点分析2.卵子和精子能够受精的前提条件比较卵子和精子能够受精的前提条件比较(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后方才具备受精能力。必须获能后方才具备受精能力。(2)动物排出的卵子并未成熟且成熟程度动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减因动物种类不同而异，但只有达到减中期中期时，才具备与精子受精的能力。时，才具备与精子受精的能力。3.胚胎分割、胚胎移植易混淆的问题胚胎分割、胚胎移植易混淆的问题(1)材料选择：发育良好、形态正常的材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。桑椹胚或囊胚。(2)囊胚期分割要求：内细胞团均等分囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。发育。4.从细胞识别和生理上来分析两个保障从细胞识别和生理上来分析两个保障(1)同种生物精卵结合的保障同种生物精卵结合的保障卵细胞透明带上存在精子的特异性识卵细胞透明带上存在精子的特异性识别的受体，只允许同种生物的精子与卵细别的受体，只允许同种生物的精子与卵细胞结合。胞结合。(2)防止多精入卵的保障防止多精入卵的保障透明带反应。透明带反应。卵黄膜封闭作用。卵黄膜封闭作用。5.胚胎发育误区胚胎发育误区误区一误区一 受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚。成桑椹胚。纠正：纠正：受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。原因：原因：细胞分化开始于囊胚细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。没有经过细胞分化。误区二误区二 囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞没有全能性。没有全能性。纠正：纠正：囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性。细胞具有全能性。原因：原因：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。具有全能性。误区三误区三 卵裂期是指早期胚胎发育的时期。卵裂期是指早期胚胎发育的时期。纠正：纠正：卵裂期是早期胚胎发育的一部分。卵裂期是早期胚胎发育的一部分。原因：原因：原肠胚属于早期胚胎，但不属于卵裂期。原肠胚属于早期胚胎，但不属于卵裂期。误区四误区四 胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是早期胚胎。象是早期胚胎。纠正：纠正：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是桑椹胚和囊胚。是桑椹胚和囊胚。原因：原因：早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原肠胚。早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原肠胚。原肠胚不适于胚胎移植和胚胎分割移植。原肠胚不适于胚胎移植和胚胎分割移植。