高三生物一輪復(fù)習(xí)課件胚胎工程及應(yīng)用

第34講胚胎工程考點(diǎn)一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育考點(diǎn)二胚胎工程及應(yīng)用一、胚胎工程的概念

指對生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。操作對象技術(shù)手段操作水平：

特點(diǎn)主要集中在細(xì)胞水平上。哺乳動物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。理論基礎(chǔ)：1.精子的形成過程曲細(xì)精管(1)場所：在雄性動物的

內(nèi)完成。(2)時期：從

開始到

衰退。睪丸的曲細(xì)精管初情期生殖機(jī)能考點(diǎn)一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育二、體內(nèi)受精(3).精子細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫英菥有纬散谖驳陌l(fā)育③精子頭出現(xiàn)④細(xì)胞質(zhì)濃縮①頂體的發(fā)生

細(xì)胞核——高爾基體——中心體——線粒體——

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（最后脫落）（作用：為精子的運(yùn)動提供動力）哺乳動物成熟的精子外形似蝌蚪，分頭、頸和尾三大部分。*不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體型大小無關(guān)成熟精子結(jié)構(gòu)：頭頸線粒體鞘尾巴成熟精子含有的細(xì)胞質(zhì)很少---主要是細(xì)胞核——遺傳物質(zhì)的儲存場所---線粒體——為精子運(yùn)動提供能量---是精子代謝和運(yùn)動的器官2.卵細(xì)胞的形成過程卵細(xì)胞卵泡(1)場所：在雌性動物的

內(nèi)完成。(2)時期：

。卵巢輸卵管胎兒時期(性別分化以后)和初情期以后卵子結(jié)構(gòu)圖3.體內(nèi)受精__________________________受精是_____和____結(jié)合形成____的過程。在自然條件下，哺乳動物的受精在________完成。包括受精前準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段1—精子獲能

準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備

精子卵子合子輸卵管內(nèi)(1)概念：(2)場所：(3)過程：精子直接利用________________使精子獲能；將精子培養(yǎng)在_______________中使其獲能；

剛剛排出的精子_______與卵子受精，必須在______________發(fā)生____________后，才能獲得________，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”準(zhǔn)備階段1-精子獲能實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動物在體外條件下的獲能，為____________的建立奠定了基礎(chǔ)。不能立即雌性動物的生殖道相應(yīng)的生理變化受精能力體外受精技術(shù)雌性動物的生殖道人工配制的獲能液①概念：②使精子獲能的方法：*獲能液的成分因動物種類不同而有所差異；*獲能液常見有效成分有肝素、Ca2+載體等；③研究精子獲能機(jī)制的意義:精子獲能實(shí)質(zhì)是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。

準(zhǔn)備階段2-卵子的準(zhǔn)備②不同動物排出的卵子成熟程度

：有的可能是____________，如馬、犬等；有的可能是____________，如豬、羊等；初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞③卵子成熟的場所：①卵子一般在排出

后才能被精子穿入。2-3h不同排出的卵子都要在______內(nèi)進(jìn)一步成熟。輸卵管④卵子具備與精子受精能力的時期：_____期。MⅡ卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞馬、犬排卵豬、羊排卵MⅡ(中)期卵母細(xì)胞發(fā)育透明帶卵細(xì)胞膜核紡錘體—染色體復(fù)合物第一極體原始卵泡成熟卵泡黃體初級或次級卵母細(xì)胞排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？卵子從卵泡中排出正常情況下，一個卵巢中有多個卵泡，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。(4)受精階段第1步：精子穿越卵細(xì)胞膜外結(jié)構(gòu)獲能后的精子與卵子在輸卵管相遇發(fā)生頂體反應(yīng)釋放多種酶（頂體酶）溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)（放射冠，透明帶）精子接觸卵細(xì)胞膜第2步：精子接觸卵細(xì)胞膜在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外面的透明帶會迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶。(透明帶反應(yīng)是阻止多精入卵的第一道屏障)第3步：精子入卵精子入卵后，卵細(xì)胞膜會立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。(卵細(xì)胞膜反應(yīng)是阻止多精入卵的第二道屏障)雄原核雌原核第一極體放出的第二極體第4步：雌雄原核的形成雄原核的形成：精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個新的核膜，形成一個比原來精子的核還大的核，叫做雄原核。雌原核的形成：精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，排出第二極體，形成雌原核。多數(shù)哺乳動物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體，觀察到的兩個極體為一個第一極體一個第二極體；雌、雄原核靠近核膜消失，卵裂即將開始第5步：雌、雄原核融合，受精卵形成雌、雄原核充分發(fā)育相向移動，彼此靠近，核膜消失形成含有兩個染色體組的合子就是受精卵，受精過程結(jié)束。放出的第二極體第一極體雄原核雌原核受精的標(biāo)志:觀察到兩個極體或者雌、雄原核。受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核融合形成合子(受精卵)小結(jié)：受精作用1、場所：2、受精標(biāo)志：輸卵管透明帶與卵細(xì)胞膜之間出現(xiàn)2個極體3、受精完成標(biāo)志：雌雄原核融合受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自______________，而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎來自____________.精子、卵子卵細(xì)胞4、受精階段“三大反應(yīng)”“兩道屏障”防止

。是防止

。頂體釋放

，溶解

細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成通道。（精卵相遇時）（精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間）頂體酶卵丘多精入卵受精的第一道屏障多精入卵受精的第二道屏障頂體反應(yīng)：透明帶反應(yīng)：精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜卵細(xì)胞膜反應(yīng)：三、早期胚胎發(fā)育(1)卵裂期卵裂期①細(xì)胞分裂方式是__________②細(xì)胞數(shù)目_____

③胚胎總體積___________________④每個細(xì)胞的體積______⑤胚胎總有機(jī)物_____⑥胚胎總DNA數(shù)______⑦每個細(xì)胞具有___________________有絲分裂增加不增加或略有減小減小減小增加發(fā)育的全能性桑椹胚：細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個左右，它之前每一個細(xì)胞都具有全能性。細(xì)胞分裂方式：有絲分裂場所：透明帶全能細(xì)胞(2)囊胚不增加或略有減小囊胚腔滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)①細(xì)胞開始出現(xiàn)分化②滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎盤和胎膜③內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)將來發(fā)育成胎兒的各種組織。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)的細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。④囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。(3)原腸胚滋養(yǎng)層內(nèi)胚層

外胚層原腸腔外胚層：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層細(xì)胞形成內(nèi)胚層：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)下方的細(xì)胞形成出現(xiàn)原腸胚：由內(nèi)胚層包圍的囊腔考點(diǎn)二胚胎工程及應(yīng)用受精卵早期胚胎子宮個體體外受精早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植精子卵子一、試管動物1.概念：通過人工操作使卵子在

受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為_________后，再進(jìn)行

產(chǎn)生的的個體。體外早期胚胎移植2.用到的技術(shù)：卵巢新鮮或解凍的精液MII期卵母細(xì)胞獲能精子精子離心處理體外受精受精卵培養(yǎng)(1)體外受精①.步驟：主要包括

和

等步驟。卵母細(xì)胞的采集精子的獲取受精卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取受精成熟培養(yǎng)獲能處理培養(yǎng)液共同培養(yǎng)哺乳動物體外受精過程示意圖目的是除去精清以利于精子獲能。②意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎。新鮮或解凍的精液卵巢MⅡ期卵母細(xì)胞精子離心處理獲能精子體外

受精受精卵培養(yǎng)早期胚胎產(chǎn)生很多胚胎胚胎移植提高繁殖力采集方法適用范圍采集過程培養(yǎng)輸卵管采卵(沖取卵子)卵巢采卵屠宰動物的卵巢采卵活體采卵實(shí)驗(yàn)動物以及家畜大型動物或大家畜小鼠、兔、豬、羊牛、馬利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。從已屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細(xì)胞借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等儀器，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細(xì)胞。可直接與獲能的精子在體外受精。采集后的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(不需要)(需要)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)體外受精方法操作過程適用動物培養(yǎng)法將精子放入人工配制的獲能液中使其獲能嚙齒動物、家兔及豬等動物化學(xué)誘導(dǎo)法將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能牛、羊等家畜精子在進(jìn)行體外受精前需要精子獲能處理體外受精（2）胚胎移植①概念：指將通過________及________得到的胚胎，移植到_______、___________的____動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。體外受精其他方式同種的生理狀態(tài)相同雌性體外受精得到的胚胎其他方式得到的胚胎同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)新個體移植發(fā)育②胚胎來源:胚胎來源生殖方式體外受精體內(nèi)受精動物細(xì)胞核移植技術(shù)胚胎分割有性生殖有性生殖無性生殖無性生殖轉(zhuǎn)基因動物有性或無性生殖選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：有健康體質(zhì)和正常繁殖能力承擔(dān)繁重而漫長的妊娠和育仔任務(wù)③供體和受體:(1)供體：(2)受體：提供胚胎的個體接受胚胎的個體遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎選擇標(biāo)準(zhǔn)：職能：胚胎移植④步驟:優(yōu)良供體母牛受體母牛受體發(fā)情同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理發(fā)情配種或人工受精胚胎移植收集胚胎并檢查對受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植優(yōu)良公牛供體、受體的選擇和處理配種或進(jìn)行人工授精胚胎的收集胚胎的檢查培養(yǎng)或保存胚胎的移植移植后的檢查優(yōu)良供體母牛優(yōu)良公牛（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強(qiáng)）受體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）具有優(yōu)良性狀的后代進(jìn)行同期發(fā)情處理超數(shù)排卵受體發(fā)情發(fā)情配種或人工授精移植胚胎收集胚胎并檢查對受體進(jìn)行妊娠檢查正常繁殖或兩三個月后進(jìn)行另一次移植注意:①思考：什么是同期發(fā)情處理？利用某些激素人為地控制并調(diào)整供受體發(fā)情周期的進(jìn)程，使之在預(yù)定時間內(nèi)集中發(fā)情。②思考：同期發(fā)情處理的目的是什么？使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。③思考：超數(shù)排卵的目的是什么？使一頭母畜一次排出比自然情況下多許多的成熟卵子，用于配種或者人工授精，可獲得多枚胚胎，經(jīng)胚胎移植可得到多個后代。④思考：如何進(jìn)行超數(shù)排卵？用外源促性腺激素處理供體母牛，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。受體供體（1）對供體和受體母牛進(jìn)行選擇，并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理（2）供體母本用促性腺激素處理使之超數(shù)排卵（3）超數(shù)排卵的母牛發(fā)情后，選擇同種優(yōu)秀的公牛進(jìn)行配種或人工授精。（4）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（也叫沖卵）（5）沖卵后，對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。這時的胚胎應(yīng)該發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。胚胎冷凍保存(-196℃,液氮中）（6）將收集的胚胎直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。（1）手術(shù)法:引出受體子宮和卵巢,將胚胎注入子宮角,縫合創(chuàng)口。（2）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）對受體母牛進(jìn)行是否妊娠檢查。（9）受體母牛生下胚胎移植的小牛犢。遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)供體母牛健康的體質(zhì)、正常的繁殖能力受體母牛

多種激素同期發(fā)情處理促性腺激素超數(shù)排卵供體公牛發(fā)情配種或人工授精收集胚胎并檢查胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）①該過程中兩次使用激素：②該過程中的兩次檢查：③胚胎移植成功與否要有兩個條件：第一次對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。⑤胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)生理學(xué)基礎(chǔ)意義哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境哺乳動物早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)為胚胎的收集提供可能受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響（即遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變）為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障，同時保留了遺傳特性⑥.胚胎移植的實(shí)質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。(1)縮短了供體本身的繁殖周期，同時通過超數(shù)排卵和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代(2)可在短期內(nèi)大幅度增加優(yōu)良個體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴(kuò)大良種畜群，加速育種和品種改良。胚胎移植是胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。⑧.胚胎移植的地位：⑦.胚胎移植的意義:①概念：④繁殖方式(實(shí)質(zhì))：

。⑤主要儀器設(shè)備：

。采用________將________切割成__________________等，經(jīng)移植獲得_____________的技術(shù)。機(jī)械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵雙胎或多胎②理論基礎(chǔ)：早期胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的

，并保持著

。分裂能力細(xì)胞全能性無性繁殖、克隆③胚胎分割產(chǎn)生后代的特點(diǎn):后代具有

的遺傳物質(zhì)。相同體視顯微鏡和顯微操作儀體視顯微鏡顯微操作儀（3）胚胎分割⑥操作程序：若分割不均，會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。a.選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的

，移入盛有

的培養(yǎng)皿中；b.在顯微鏡下用

分割，在分割囊胚階段的胚胎時，要注意

；c.分割后的胚胎可

，或