jj選修3-胚胎工程

胚胎工程胚胎工程

胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。操作對(duì)象：早期胚胎和配子技術(shù)手段：體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物受精早期胚胎發(fā)育的規(guī)律曲細(xì)精管精子的發(fā)生1、場所：精子的發(fā)生是在睪丸內(nèi)完成的2、時(shí)期：從初情期開始直到生殖功能衰退3、過程：發(fā)生的過程大體可分為三個(gè)階段細(xì)胞核：變?yōu)榫宇^部的主要部分；高爾基體：發(fā)育為頭部的頂體；中心體：演變?yōu)榫拥奈?；線粒體：形成線粒體鞘膜；其它物質(zhì)濃縮成原生質(zhì)滴（球形）。（1）外形似蝌蚪，分頭、頸、尾三大部分。（2）不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動(dòng)物的體形大小無關(guān)。

提示：不是。其一，動(dòng)物在自然繁殖的條件下為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，在通過母畜生殖道的過程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境將對(duì)精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問題討論:

提示：細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？（放射冠）卵子的發(fā)生發(fā)生部位：卵巢時(shí)間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程完成的。過程卵原細(xì)胞有絲分裂發(fā)生時(shí)間：胎兒期，地點(diǎn)：卵泡更多卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞第一次分裂發(fā)生時(shí)間：初情排卵期,地點(diǎn)：卵泡次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體第二次分裂發(fā)生時(shí)間：受精時(shí)，地點(diǎn)：輸卵管卵子和兩個(gè)極體（在卵黃膜和透明帶有兩個(gè)極體是卵子是否受精的標(biāo)志）DNA復(fù)制1.正常情況下，1個(gè)卵泡只能形成1個(gè)成熟的卵子。2.排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。3.剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子在輸卵管內(nèi)結(jié)合完成受精過程。注意：判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志是卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到2個(gè)極體。概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子

(即受精卵)的過程。標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)。場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。受精即精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。即卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時(shí)，才具備受精能力。包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。①頂體反應(yīng)：頂體釋放頂體酶，溶解卵丘之間的物質(zhì)。形成精子穿越放射冠的通路。②穿越透明帶：頂體酶將透明帶溶出一條通道。③透明帶反應(yīng)：精子觸及卵黃膜瞬間，產(chǎn)生阻止后來精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)。這是第一道屏障。④精子入卵：卵黃膜表面的大量絨毛將精子抱合，精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵。出現(xiàn)卵黃膜封閉作用的生理反應(yīng)（第二道屏障）、尾部脫離，原核膜破裂;隨后形成新核膜，最后形成雄原核（比原精子核大）。⑤形成雌原核：精子入卵后，激活卵子完成MⅡ，排出第二極體，形成雌原核（略小于雄原核）⑥完成受精：雄、雌核充分發(fā)育后，相向移動(dòng)，彼此接觸，二者體積縮小、合并。⑦第一次卵裂將開始：精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放溶解卵丘細(xì)胞之間物質(zhì)穿越放射冠接觸透明帶頂體酶溶解透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)形成第一道屏障精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子注入卵受精卵：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂。卵裂期：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。桑椹胚：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹。囊胚（內(nèi)含囊胚腔）：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各組織;滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤原腸胚（內(nèi)含原腸腔）胚胎發(fā)育歸納：早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段桑椹胚：細(xì)胞屬于。囊胚：細(xì)胞開始；將來發(fā)育成

，將來發(fā)育成胎膜、胎盤，出現(xiàn)后，進(jìn)一步擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致。原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)形成，細(xì)胞形成，出現(xiàn)。全能細(xì)胞分化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)各種組織滋養(yǎng)層囊胚腔孵化表皮的細(xì)胞外胚層下方的內(nèi)胚層原腸腔一、試管動(dòng)物技術(shù)試管動(dòng)物技術(shù)是指通過__________使卵子和精子在體外條件下成熟和_________，并通過培養(yǎng)發(fā)育為____________后，再經(jīng)過_________產(chǎn)生后代的技術(shù)。人工操作受精早期胚胎移植體外受精和早期胚胎培養(yǎng)“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖二、體外受精的步驟1．卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)分類舉例采集卵母細(xì)胞的方法實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠、豬、兔、羊等用_________________處理，使其排出更多的卵子，從____________中沖取卵子大型動(dòng)物牛從屠宰母畜的卵巢中采集，也可以從活體動(dòng)物的________中吸取促性腺激素輸卵管卵巢采集的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)_________________后，才能與_______的精子受精。人工培養(yǎng)成熟獲能剛采集的卵母細(xì)胞要培養(yǎng)到什么階段才能受精？【提示】減數(shù)第二次分裂中期。

2．精子的采集：收集精子的方法有假陰道法、手握法和電刺激法等。3．精子的獲能獲能方法概念適用動(dòng)物培養(yǎng)法將精子放入人工配制的_________中培養(yǎng)，使其獲能嚙齒動(dòng)物、家兔和豬等化學(xué)誘導(dǎo)法將精子放在一定濃度的_______或鈣離子載體A23187溶液中，用___________誘導(dǎo)精子獲能牛、羊等家畜獲能液肝素化學(xué)藥物4.受精：獲能的精子和____________的卵子，一般可以在__________或?qū)Ｓ玫腳_________中完成受精過程培養(yǎng)成熟獲能溶液受精溶液三、胚胎的早期培養(yǎng)1．培養(yǎng)液的成分：一般包括_________和有機(jī)鹽、___________、激素、__________、核苷酸等營養(yǎng)成分以及血清等物質(zhì)。無機(jī)鹽維生素氨基酸2．胚胎移植的時(shí)間：不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到___________階段或______階段進(jìn)行移植。人的體外受精胚胎，可在____________階段移植。桑椹胚囊胚8～16個(gè)細(xì)胞牛體外受精胚胎工廠化生產(chǎn)流程圖胚胎移植1.概念:

將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù).

供體：提供胚胎的個(gè)體。受體：接受胚胎的個(gè)體。實(shí)際上是供、受體共同繁殖后代的過程。供受體模式—引進(jìn)牛與地方黃牛胚胎移植胚胎來源:雌性動(dòng)物早期胚胎;通過體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到;通過動(dòng)物轉(zhuǎn)基因和早期胚胎培養(yǎng)得到；通過哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植及培養(yǎng)得到的胚胎。胚胎移植：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”現(xiàn)狀：牛、羊的胚胎移植技術(shù)較為成熟。通過胚胎移植，一頭供體牛每年可產(chǎn)數(shù)十頭小牛2、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義胚胎移植現(xiàn)場胚胎移植的優(yōu)勢(shì)：可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力縮短供體繁殖周期，增加供體一生繁殖的后代數(shù)量2、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義胚胎移植的意義1)使良種畜群迅速擴(kuò)大，加速育種工作和品種改良。2)在世界范圍內(nèi)，胚胎移植不受時(shí)間和地域的限制，大量節(jié)省購買種畜的費(fèi)用。低產(chǎn)受體奶牛良種奶牛3)在肉用家畜的生產(chǎn)中，一次給受體移入多個(gè)胚胎，可增加雙胎和多胎的比例。4)利用胚胎冷凍保存技術(shù)，建立胚胎庫，保存品種資源和瀕危物種。胚胎移植的生理基礎(chǔ)(1)同種動(dòng)物排卵后,供、受體

相同,為供體的胚胎移入受體提供了

.(2)早期胚胎處于

,為胚胎收集提供了可能；(3)受體對(duì)外來胚胎基本上不發(fā)生

,為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能；(4)供體胚胎可與受體子宮建立正常的

聯(lián)系,但其

不受影響相同的生理環(huán)境游離狀態(tài)免疫排斥反應(yīng)生理和組織遺傳特性生殖器官的生理變化選擇及同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理配種或人工受精胚胎收集胚胎檢查胚胎保存胚胎移植妊娠檢查分娩胚胎移植的基本程序（1）對(duì)供體、受體進(jìn)行選擇供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體；受體：健康和正常繁殖能力的個(gè)體處理：同期發(fā)情具體做法：注射相關(guān)激素。同期發(fā)情技術(shù)：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照預(yù)定的要求發(fā)生變化，使處理母畜的卵巢生理機(jī)能都處于相同階段，從而達(dá)到同期發(fā)情（2）超數(shù)排卵處理具體做法：注射促性腺激素（3）配種或人工授精精子來源：同種優(yōu)良的雄性動(dòng)物。（4）胚胎的收集

在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎？

不是，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的胚胎沖出來。沖卵（5）對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查你知道檢查的目的嗎？此時(shí)胚胎處于什么時(shí)期？檢查胚胎的發(fā)育狀況，處于桑椹胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植胚胎保存的條件是什么？胚胎為什么在此條件下保存？（7）胚胎的移植方法一：手術(shù)法具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。方法二：非手術(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。（8）對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查（9）受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛選擇供體母牛受體母?！诎l(fā)情處理……超數(shù)排卵供體公牛配種沖卵質(zhì)量檢查、培養(yǎng)胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）總結(jié)：5.胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件（1）胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。（2）進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。二.胚胎分割采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù).后代具有相同的遺傳物質(zhì).屬于無性繁殖或克隆.

實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀分割刀、分割針發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚.之前，細(xì)胞數(shù)目少；之后，細(xì)胞開始大量分化1.概念:2.特點(diǎn):3.使用的主要儀器：器具：4.選擇的胚胎:5.過程：發(fā)育良好的胚胎移入含培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中在顯微鏡下切割胚胎將吸出的半個(gè)胚胎注入透明帶中或直接植入受體在受體內(nèi)，著床發(fā)育產(chǎn)仔對(duì)囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行分割時(shí)要注意均等分割。胚胎分割的應(yīng)用前景生產(chǎn)同卵雙生后代；進(jìn)行胚胎的性別鑒定；三.胚胎干細(xì)胞1.概念:簡稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞.

是指一類具有自我更新

(Self-renewing)能力，并在一定條件下可分化成為各種功能細(xì)胞的細(xì)