專題3：胚胎工程課件

專題3胚胎工程專題3: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(guò)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：胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律專題3:胚胎工程§3.1體內(nèi)受精和胚胎工程的建立一.胚胎移植技術(shù)的研究胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。二.胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動(dòng)和加速了體外受精技術(shù)的研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別鑒定、體細(xì)胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。一.精子和卵子的發(fā)生（1）發(fā)生場(chǎng)所：睪丸（2）時(shí)間：初情期——生殖機(jī)能衰老1.精子的發(fā)生精子細(xì)胞變形中的主要變化：1.細(xì)胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)——精子頭的主要部分頭部的頂體精子的尾線粒體鞘(尾的基部)原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落)提示：不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、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，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(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？問(wèn)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(chǎng)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。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)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(guò)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(lái)，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？2.卵子的發(fā)生(1)發(fā)生部位：卵巢、輸卵管(2)時(shí)間：胎兒期、初情期后不同發(fā)育階段的卵泡排卵黃體退化黃體卵泡細(xì)胞卵巢卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞MⅠMⅡ有絲分裂減數(shù)分裂的過(guò)程三個(gè)極體閱讀教材：1、分析討論此過(guò)程哪一段是在胎兒期完成的？其發(fā)生的時(shí)間和場(chǎng)所，最后形成什么？2、分析研究減數(shù)分裂在哺乳動(dòng)發(fā)育的什么時(shí)期完成？

MⅠ和MⅡ進(jìn)行的時(shí)間和場(chǎng)所是否相同？如果不同分別怎樣？初級(jí)卵母細(xì)胞卵原細(xì)胞初級(jí)卵母細(xì)胞有絲分裂

胎兒期生長(zhǎng)，透明帶形成卵黃膜透明帶時(shí)間：場(chǎng)所：時(shí)間:場(chǎng)所:次級(jí)卵母細(xì)胞和初情期后M

Ⅰ

MⅡ分裂卵巢內(nèi)第一極體合子和第二極體精子豬、羊馬、犬受精的標(biāo)志出現(xiàn)兩個(gè)極體排卵前后卵泡精子和卵子結(jié)合的過(guò)程輸卵管形成卵泡時(shí)間：場(chǎng)所：性別分化以后卵原細(xì)胞有絲分裂多個(gè)卵原細(xì)胞染色體復(fù)制初級(jí)卵母細(xì)胞MⅠ第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞兩個(gè)第二極體第二極體卵子退化消失（3）卵子發(fā)生過(guò)程MⅡ排卵前后完成在受精過(guò)程完成被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡胎兒時(shí)期完成1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)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結(jié)合完成受精過(guò)程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。答：正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。1.精子與卵子的發(fā)生比較場(chǎng)所開(kāi)始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形精子

卵子

精子與卵子的發(fā)生比較場(chǎng)所開(kāi)始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸

卵子卵巢輸卵管

初情期以后性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂

4個(gè)精子細(xì)胞變形哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前（胎兒期）完成的；精子是從初情期開(kāi)始的。先有絲分裂后減數(shù)分裂1個(gè)卵細(xì)胞

3個(gè)極體不變形卵子受精的標(biāo)志：

當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。二、受精1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程。2.場(chǎng)所：輸卵管3.過(guò)程：受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段一)受精前的準(zhǔn)備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象.2)卵子的準(zhǔn)備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力3.過(guò)程：穿過(guò)放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個(gè)精子，它們首先穿放射冠。

幾個(gè)精子同時(shí)分解透明帶，但只有一個(gè)精子能穿過(guò)透明帶進(jìn)入卵子內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入后，透明帶的穿透性就立即發(fā)生變化，從而阻止其他精子穿越透明帶。穿過(guò)透明帶：

精子進(jìn)入卵子后,其細(xì)胞核變大到和卵子細(xì)胞核相似,精子細(xì)胞核(雄原核)和卵子細(xì)胞核(雌原核)同時(shí)向細(xì)胞中部靠攏,并相互融合成一個(gè)細(xì)胞核,這時(shí)稱受精卵。形成受精卵：二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶

頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞間的物質(zhì)，形成精子通道

透明帶反應(yīng)（精子觸及卵黃膜瞬間）是防止多精入卵受精的第一道屏障2)精子進(jìn)入卵黃膜

卵黃膜封閉作用（精子入卵后）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)配子結(jié)合：雌雄原核融合形成合子——受精完成的標(biāo)志4.意義維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定

；對(duì)于生物的遺傳和變異十分重要。充滿活力的精子此時(shí)經(jīng)過(guò)種種障礙的精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破的關(guān)卡。此時(shí)，精子們把頭鉆到卵子的外壁上，尾巴不斷拍打著，卵子則隨著精子尾部的運(yùn)動(dòng)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

卵子的外層被一層透明的薄膜保護(hù)著，這使它看起來(lái)像一個(gè)懸浮在天體中的漂亮的星球。經(jīng)過(guò)種種障礙的精子終于與卵子相遇精子試圖進(jìn)入卵子

此時(shí),精子的頭已經(jīng)鉆進(jìn)去了,我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個(gè)不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動(dòng)下，努力進(jìn)入卵子。

受精后8天。胚牙完成"著陸",微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時(shí)它分裂發(fā)育為幾百個(gè)細(xì)胞。

受精后6星期，人形已隱約可見(jiàn)。這時(shí)，胚胎的心跳每分鐘140—150下．是母親心跳的兩倍。

人類胚胎第8周時(shí)在子宮內(nèi)的照片此時(shí)胎兒已長(zhǎng)到20周，他移動(dòng)手臂，把手指放在唇邊，這可以促進(jìn)它對(duì)吮吸的反映。受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（囊胚腔）分化原腸胚（內(nèi)含原腸腔）胎兒形成：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。：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，形似桑椹內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒各種組織滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育成胎膜和胎盤：最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂三.胚胎發(fā)育滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？資料分析<討論>答：馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。3.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說(shuō)明。提示