科技探索之路-胚胎工程的建立.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,*,资料,1,、通常情况下，一只母羊一胎只生,1,2,只羔羊。畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊的数量。怎样才能提高羊的繁殖速率呢？,2,、一位妇女不能怀孕，但是这对夫妇想要一个自己的小孩，有什么办法吗？,专题3 胚胎工程,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，以满足人类大各种需求。,操作对象：,技术手段：,理论基础：,早期胚胎和配子,胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,实例,1,：,1.,下列不属于胚胎工程技术的是（）,A.,体外受精,B.,胚胎分割、胚胎移植,C.,胚胎干细胞培养,D.,转基因鲤鱼的培育,胚胎工程的建立,一,.,胚胎移植技术的研究,胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。,二,.,胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了,体外受精技术,的研究。,三,.,胚胎移植和体外受精使,胚胎分割,、,性别鉴定,、,体细胞克隆,、,转基因胚胎,、,胚胎干细胞培养,等技术应运而生。,3.1 体内受精和,早期胚胎发育,一、精子的发生,二、卵子的发生,三、受精,四、胚胎发育,3.1,体内受精,和早期胚胎发育,一、精子的发生,3,、过程：,1,、场所,:,2,、时期,:,睾丸的曲细精管,初情期,生殖机能衰退,分三个阶段,第阶段,初级精母细胞的形成,精原细胞,多个初级精母细胞,数次有丝分裂,第阶段,：,精子细胞的生成,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,M,M,减数分裂,第阶段：精子细胞变形成精子,3,、过程：,精子细胞,精子,自主阅读,:,1.,整理精子细胞变形成精子的过程,.,2.,注重精子各组成分别由精子细胞,的哪一部分形成,?,第阶段：精子细胞变形成精子,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,),精子细胞变形总结,第阶段：精子细胞变形成精子,4,、精子的形态：,（,1,）外形似蝌蚪，分,_,、,_,、,_,、三大部分。,（,2,）不同种动物精子的形态,_,，大小略有,_,，与动物的体形大小,_,。,头 颈 尾,相似,不同 无关,精原细胞,有丝分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,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,染色体复制,变形,思考与讨论：,1.,家畜每次射精,排出的精子数以亿计,但是通 常只有一个精子能够与卵子结合,这能说是一种浪费吗,?,怎样理解这一现象,?,2.,精子细胞变成精子的过程中,细胞中很多结构会消失,而细胞核却保留了下来,对这一现象怎样理解,?,为什么精子中的线粒体集中在尾的基部,?,提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位,(,输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。,1.,家畜每次射精排出的精子数以亿计，,但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？,问题讨论:,提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。,2.,精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？,Back,二、卵子的发生,1,、场所：,卵巢,2,、过程,排卵,自主阅读：,理清卵子的形成过程（借助减数分,裂知识）,注意新的专业术语指向和理解,注重卵子形成与精子形成的差异,胎儿期,透明带,卵黄膜,卵原细胞,初级卵母细胞,有丝分裂,初级卵母细胞,次级卵母细胞,第一极体,第二极体,时间：排,卵,前后,M,生长，透明带生成,第一极体,M,发生时间,:,受精时发生地点,:,输,卵,管,合子和两个极体,受精,初情期后,卵原细胞,发生时间：胎儿期，,地点：,卵巢,多个卵原细胞,初级卵母细胞,在雌性动物排卵前后完成,次级卵母细胞和第一极体,在受精过程中完成,地点：输卵管,合子和两个极体,有丝分裂,在卵黄膜和透明带间隙有,两个极体,是卵子是否受精的重要标志,思考：,1.,卵子是否受精的重要标志是什么？,减数第二次分裂过程是在,输卵管,中,3.,排出的卵子是什么时期的细胞？,排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。,2.,产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？,1.,一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？,2.,排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？,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？,答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成,减数第一次分裂,，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。,答：正常情况下，一个卵泡只能形成,一个,成熟的卵子。,答：是指卵子从,卵泡,中排出。,讨论：,探究展示,：,最初阶段均进行,有丝分裂,，不断增加生殖原细胞的数量；经过,两次细胞分裂,（,M,和,M,）,才能形成精子或卵子。,相似点：,精子和卵子的发生有何异同,?,初情期,后,形成,要,变形,不,变形,睾 丸,内完成,卵子和精子的发生主要不同点：,1,个卵子和,3,个极体,4,个精子,卵巢,和,输卵管,胎儿期,(,先天的,),变形,子细胞的数目,卵子,精子,场所,发生时间,形状,蝌蚪,形,球形,Back,三、受精,1,、概念,:,指,精子,和,卵子,结合形成合子,(,即受精卵,),的过程。,2,、标志,:,在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到,两个极体时,。,3,、场所,:,输卵管,一,),受精前的准备阶段,:,1),精子获能,:,精子必须在雌性动物的,生殖道发生相应的生理变化后,才获得,受精能力,的生理现象,.,2),卵子的准备,:,在输卵管中发育到,减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,3.,过程：,4,、过程,二）受精阶段,包括精子穿越,放射冠,和,透明带,，进入,卵黄膜,，,原核形成,和,配子结合,。,哺乳动物受精过程示意图,1),精子穿越放射冠和透明带,顶体反应,透明带反应,(,第一道,),2),精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用（第二道）,3),原核形成,雄原核和雌原核形成,4),配子结合：,雌雄原核融合形成合子,(,受精卵,),二,),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,),穿过放射冠：,在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。,几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。,穿过透明带：,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：,5.,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。,Back,1,、卵裂期的特点：,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,每个细胞体积,_,胚胎总体积,_,或略有,_,DNA,数目,_,有机物总量,_,有机物种类,_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,减少,增加,四,.,胚胎发育,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,：在,透明带内,进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少,。,：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：,将发育成胎膜和胎盘,：,最初发育在输卵管进行有丝分裂,外胚层、中胚层、内胚层,滋养层,原肠腔,2,、早期胚胎发育的几个阶段,充满活力的精子,此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头,钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子,则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。,卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。,经过种种障碍的精子终于与卵子相遇,精子试图进入卵子,此时,精子的头已经钻进去了,我们还可以看,到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。,桑 椹,受精第一天,卵裂期,卵裂期,桑椹胚,囊胚胚卵期,受精后,8,天。胚完成,着陆,微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞,。,受精后,6,星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟,140,150,下是母亲心跳的两倍。,人类胚胎第,8,周时在子宫内的照片,此时胎儿已长到,20,周,，,他移动手臂，把手指,放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映,。,Back,1.,表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？,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？,资料分析,答：马的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。,3.,为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。,提示：胚胎工程的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的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，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条件下的基础研究成果。,谢 谢,以下说法对吗？,1.,精原细胞生成精子需经过三次分裂。,2.,初级精母细胞经过两次减数分裂生成精子 细胞。,3.,曲细精管中的细胞都在进行减数分裂。,4.,从初情期到衰老，雄性动物一直在产生精子。,瞬时巩固,:,卵子结构图,资料,:,