一轮复习胚胎工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,胚胎工程的概念,:,一、体内受精和早期胚胎发育,（一）、精子和卵子的发生,（二）、受精,（三）、胚胎发育,（一）,1,、精子的发生,1,）、场所：,2,）、时期：,3,）、过程：,睾丸（的曲细精管）,从,初情期,开始直到,生殖功能衰退,发生的过程大体可分为,三个阶段,精原细胞,(2N),有丝分裂,初级精母细胞,(2N),次级精母细胞,(N),精子细胞,(N),精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,精子发生的过程,多个精原细胞,(2N),染色体复制,变形,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,(,尾的基部,),原生质滴,(,球状,最后脱落,),2.,卵子的发生,1),发生部位：卵巢,2),时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退,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的过程中完成。,卵泡,=,卵泡细胞,+,初级卵母细胞,卵子,=,次（初）级卵母细胞,+,透明带,+,放射冠,排卵,=,卵子从卵泡中排出,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,M,第一极体,次级卵母细胞,第二极体,卵子,3,、卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿期完成,误点警示：,1,、一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。,2,、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡,从卵巢中排出。,3,、刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成,减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步,成熟。,（二）受精,1,、受精部位,:,2,、受精标志,:,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。,输卵管,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,形成合子,(,受精卵,),3,、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,精子获能,（在雌性动物生殖道）,卵子获能,（达到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力）,放射冠,（卵丘细胞）,透明带,卵黄膜,细胞核,第一极体,发生,顶体,反应,，,穿越放射冠,穿过透明带,发生透明带,反应,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：,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠）,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（,作用,）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障 （作用）,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,误点警示：,1,、成熟的精子无受精能力，需要在生殖道内,获能后方能受精。,2,、动物排出的卵子并未成熟，只有达到减数,第二次分裂中期时，才具备受精能力。,3,、受精卵的遗传物质中，核遗传物质一半,来自精子，一半来自卵子，质遗传物质几,乎全来自卵子。,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。,（三）胚胎发育,受精卵,2,细胞,4,细胞,8,细胞,桑椹胚,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,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,1,、胚胎发育过程,一孔：,胚孔,二腔：,扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔,三胚层：,外胚层，中胚层，内胚层,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,囊胚（内含囊胚腔）（开始分化,),一孔：,胚孔,二腔：,扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔,三胚层：,外胚层，中胚层，内胚层,原肠胚（内含原肠腔）,误点警示：,1,、发育中的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的阶段，,但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。,2,、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性高，,是胚胎分割的最佳时期,3,、桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，,但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割,二、体外受精和早期胚胎培养,（一）、试管动物技术,（二）、体外受精,（三）、早期胚胎培养,是指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,发育成早期胚胎后，再经,移植,产生后代的技术。,（一）试管动物技术,1982,年世界首例试管牛犊问世,实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是,和,的培养。,体外受精,早期胚胎,1.,卵母细胞的采集和培养,（,1,）卵细胞的采集：,a,小型动物,如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等,注射,促性腺激素,，使其,超数排卵,，从,输卵管,中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。,b,大家畜,或大型动物，如牛，,采用的主要方法,：从,屠宰场已屠宰母畜的,卵巢,中采集卵母细胞，也可以借助,超声波,(B,超,),探测仪,、,内窥镜,或,腹腔镜,等,工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出，在体外进行人工培养，使其成熟。,2.,精子的收集和获能,收集精子的方法有：,假阴道法,手握法,电刺激法,在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的,体外获能,方法有,培养法,和,化学诱导法,两种。,对于,啮齿动物,、,家兔,和,猪,的精子，一般采用,培养法,；对于,牛,、,羊,等家畜的精子常用,化学法,。,培养法,：精子在,获能液,中获能。,化学诱导法,：精子一定浓度的,肝素,或,钙离子载体,A23187,溶液,中，用化学药物诱导获能。,3.,受精,获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在,获能溶液,或,专用受精溶液,中完成受精过程。,发育培养液,:(,两盐、两素、两酸、水和血清等）,无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及水、动物血清等。,（三）、胚胎的早期培养,胚胎发育到适宜的阶段时，可取出向受体移植或冷冻保存,试管动物与克隆动物的区别,试管动物,克隆动物,生殖方式,技术手段,遗传规律,有性生殖,无性生殖,试管动物技术,动物细胞核移植技术,遵循,不遵循,三、胚胎工程的应用及前景,（一）、胚胎移植,（二）、胚胎分割,（三）、胚胎干细胞的培养,（一）、胚胎移植,1,、概念,:,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、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。,2,、胚胎移植的,生理学基础,1),供体和受体相同的生理环境,2),早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能,3),受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥,4),胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,3,、胚胎移植的基本程序,4,、胚胎移植的条件和时间,（,1,）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。,（,2,）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,5,、胚胎移植的意义,可充分发挥优秀个体的繁殖潜能，,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,1.,概念,:,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,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。,2.,特点,:,后代具有相同的遗传物质（无性繁殖或克隆）,3.,选择的胚胎,:,发育良好的,形态正常的,桑椹胚或囊胚。,4.,分割要求：,内细胞团均等分割,5.,存在的问题,（二）、胚胎分割,1.,概念,:,简称,ES,或,EK,细胞,是由,早期胚胎或原始性腺,中分离出来的一类细胞。,（三）、胚胎干细胞的培养,2.,分类：,全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞,4.,主要用途,(1),治疗人类的某些顽症,(2),培育出人造组织器官，用于器官移植,(3),是研究体外细胞分化的理想材料,3.,特点,:,1),形态,:,体积小，细胞核大,核仁明显,。,2),功能,:,具有发育的全能性,。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。,3,）,在体外培养的条件下，,ES,细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造,。,知识网络构建,:,胚胎工程,胚胎工程的应用,胚胎移植,胚胎分割,基本程序,移植的生理学基础,体外受精和早期胚胎培养,试管动物技术,体外受精,早期胚胎培养,体内受精和早期胚胎发育,精子的发生,卵子的发生,受精,早期胚胎发育,胚胎干细胞,（山东卷）,35,、科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞（,iPS,），继而利用,iPS,细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：,（,1,）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为,，培养的细胞在贴壁成长至充链满培养皿底时停止分裂，这种现象称为,（,2,）图中,2,细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为,，也可从灰鼠体内取出卵子，通过,后进行早期胚胎培养获得。,原代培养,接触抑制,冲卵,体外受精,诱导分化,（,3,）图中重组囊胚通过,技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用,方法保存。,（,4,）小鼠胚胎干细胞（,ES,）可由囊胚的,分离培养获得，,iPS,与,ES,细胞同样具有发育全能性，有望在对人类,iPS,细胞进行定向,后用于疾病的细胞治疗。,胚胎移植,冷冻（或低温）,内细胞团细胞,