第39讲胚胎工程基础知识.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,*,胚胎工程,胚胎工程指对动物,早期胚胎,或,配子,所进行的多种显微操作和处理技术，如,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养,等技术。,经过处理,后获得的胚胎，还需要,移植,到雌性动物体内,生产后代,，以满足人类的各种需求。,1,、精子的发生,(1),场所,:,精子的发生是在,内的,中完,成的。,(2),时期,:(,雄性动物,),从,到,。,一、精子和卵细胞的发生,哺乳动物睾丸示意图,睾丸,初情期,曲细精管,生殖机能衰退,线粒体,高尔基体,A,、顶体的发生,发育中的顶体,发育中的尾,（中心体）,B,、尾的的发育,C,、精子头的出现,D,、细胞质浓缩,E,、精子的形成,原生质滴,尾,线粒体鞘,顶体,精子细胞变形成精子的过程,2,、卵子的发生,(1),场所,:,卵子的发生是在,内中完成的。,(2),时期,:,（动物胚胎）在,以后，即,。,动物细胞卵巢、卵泡和卵子的关系图,卵巢,性别分化,胎儿期,不同发育阶段的卵泡,排卵,黄体,退化黄体,卵泡细胞,第一极体,卵丘细胞,核,透明带,卵黄膜,卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞。,卵子结构图,（卵黄膜）,1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,提示：正常情况下，一个卵泡只能形成,一个,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？,提示：是指,卵子从卵泡中排出,。,讨论,:,（教材,P63,）,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？,提示：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。,讨论,:,（教材,P63,）,（,2,）,.,不同点：,两次分裂,连续,，在,睾丸,曲细精管,两次分裂,不连续,，在,卵巢和输卵管,初情期,以后,胎儿时期,4,个,精子细胞,1,个卵细,胞,2,个极体,是,否,蝌蚪形,圆形,哺乳动物,卵泡的形成,和在卵巢内的储备是,在胎儿期完成,的；,精子是从初情期开始的,1,、概念,:,指 和 结合形成,(,即,),的过程。,2,、标志,:,在 和 的间隙可以观察到,两个,极体时。,3,、场所,:,受精是在 内完成的。,二、受精,精子,受精卵,卵细胞膜,透明带,输卵管,卵子,合子,准备阶段,1,：,精子获能,即精子必须,在雌性动物生殖道内发生相应生理变化,后，才能获得受精能力的现象。,准备阶段,2,：,卵子的准备,即卵子在,输卵管内进一步成熟,达到,减数第二分裂中期,（,M,）时，才具备受精能力。,（,1,）受精前准备阶段：,4,、过程,哺乳动物受精过程,精卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠,精子接触并穿过透明带，并接触卵黄膜,精子头部膨胀，同时卵子完成第二次成熟分裂，释放第二极体,雌雄原核形成,核膜消失，两个原核融合,第一次卵裂即将开始,透明带反应,卵黄膜封闭作用,释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间物质,雄原核,雌原核,卵子是否受精的重要标志,根据胚胎形态的变化，分几个阶段：,受精卵 卵裂,（包括,2,细胞期、,4,细胞期、,8,细胞、,16,细胞期、,32,细胞期）桑椹胚 囊胚期 原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠腔）幼体,1,、胚胎发育的过程：,三、胚胎发育,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,胚胎总体积,_,或略有,_,每个细胞体积,_,DNA,数目,_,有机物总量,_,有机物种类,_,减少,（,2,）、卵裂期的特点：,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,增加,3,、桑椹胚,当胚胎细胞数目达到,32,个左右时，胚胎形成,致密的细胞团,，形似桑椹，叫做桑椹胚。桑椹胚中的,每个细胞都属于全能细胞,。,滋养层：,发育成胎膜和胎盘，胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和营养物质,内细胞团细胞：,即胚胎干细胞,，是一种未分化的细胞，,具有全能性,，能发育成完整的胎儿的各种组织,滋养层,内细胞团,囊胚腔,4,、囊胚,细胞开始分化,孵化：,胚胎从透明带中伸展出来的过程,5,、原肠胚,内细胞团,表层,的细胞,外胚层,内胚层,内细胞团,下方,的细胞,中胚层,原肠腔,内胚层包围的囊腔,1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？,提示：,马,的胚胎进入子宫时发育程度,最高,，,其次为小鼠,。,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？,提示：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,816,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,。,资料分析,:,（教材,P67,）,试管动物技术,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。,快速繁殖动物优良品种,目的：,技术手段：,体外受精,和,早期胚胎培养,试管动物 与 克隆动物相比,生殖方式：,技术手段：,有性生殖,核移植技术、,胚胎移植,遵循,体外受精,胚胎移植,不遵循,无性生殖,具有几个亲本,遗传性状,遗传规律：,2,个,2,个,步骤,1,、卵母细胞的采集和培养,2,、精子的采集和获能,3,、受精,体外受精步骤：,1.,卵母细胞的采集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同：,（,1,）对实验动物：,（,2,）对大家畜或大型动物：,用促性腺激素处理，使其超数排卵,从已屠宰母畜的卵巢中,采集卵母细胞,或,活体采卵,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：,把精子放入获能液中。,（啮齿动物、家兔和猪）,化学法：,把精子放入一定浓度肝素,或钙离子载体,A23187,溶液中,。,（牛、羊）,3.,受精,在,获能溶液,或,专用的受精溶液,中完成受精过程,离心的目的是什么？,卵母细胞的培养的,目的是什么？,二、胚胎的早期培养,发育培养液,:,成分：,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,.,不同动物胚胎移植时间不同,牛、羊：,桑椹胚或囊胚阶段,小鼠、家兔：,卵裂期或囊胚阶段,试管婴儿：,8,个或,16,个细胞阶段,胚胎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。,1.,概念,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,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。,胚胎的来源：,供体：,受体：,受体的条件：,提供胚胎的个体。,接受胚胎的个体。,同一物种、生理状态相同。,一、胚胎移植,体内受精（配种或人工授精）、体外受精、,胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。,胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。,2,、地位：,3.,胚胎移植的意义,准备移植的小牛胚胎,移植,到任何一个动物子宫内都能发育吗,?,同种动物发情排卵后,在一段时间内供体,受体具有相同的生理环境,为什么能,收集,到胚胎,?,早期胚胎一定时间内处于游离状态,供体的胚胎和受体会不会发生排斥反应？（,存活）,同种动物之间基本上不排斥,移入受体的胚胎与受体无任何,遗传,关系，那么胚胎的遗传物质会发生改变吗？,胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响,.,4.,胚胎移植的生理学基础,P76,思考与讨论,:P76,1,、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？,答案：应,对供体和受体母畜进行同期发情处理,，,使它们的生理条件达到同步后一致,，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。,位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在,。,实质,胚胎移植实质上是,早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种或人工授精,冲卵,对胚胎进行质量检查、培养,胚胎移植或保存,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,5,、胚胎移植的基本程序,遗传性状优秀,健康有正常繁殖能力,同种遗传性能优秀,同期发情处理,胚胎移植,超数排卵,1.,概念,:,2.,特点：,后代具有相同的遗传物质,，因此胚胎分割可以看做动物,无性繁殖或克隆,的方法之一。,3,、理论基础,动物胚胎细胞的全能性。,二、胚胎分割,4,、选择的胚胎：,5,、使用的主要仪器：,6,、具体操作,.,.,性别鉴定,2,7,、操作注意事项：,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。,原因：若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。,8,、胚胎分割技术的缺陷,（,1,）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；,（,2,）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,提醒,试管婴儿,(,动物,),技术为,有性生殖，,胚胎分割移植为,无性生殖,。,胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的还是,核移植技术形成重组细胞发育而成的。,1.,概念：,2.,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。,3,、应用,三,.,胚胎干细胞,分类,全能干细胞,（胚胎干细胞）,桑椹胚及以前（如受精卵）,由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来,能发育成完整个体,多能干细胞,(,成体干细胞,),能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）,专能干细胞,如成肌细胞、皮肤生发层细胞等,能分化出特定的（一种或两种）组织,.,应用,按照分化潜能大小来分类,