胚胎工程课件

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1、 英国人英国人WW希普于希普于18901890年在剑桥大学将纯种安哥拉年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个兔的两个4 4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出两利时兔的输卵管内。结果生出两只只纯种纯种的安哥拉的安哥拉子子免。免。这是这是世界上第一例胚胎移植世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。胚胎移植技术由此创始。比利时兔比利时兔安哥拉兔安哥拉兔胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进行所进行的多种显微操作和处理技术，的多种显微操作和处理技术，如如体外受精、早体外受精、早期胚胎培养、胚期

2、胚胎培养、胚胎移胎移植、胚植、胚胎分割、胚胎干细胎分割、胚胎干细胞培养胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到要移植到雌性雌性动物体内生产后代，以满足人类动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。的各种需求。操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段：技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础：理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎哺乳动物受精和早期胚胎 发育的规律发育的规律减数分裂减数第一次分裂： 同源染色体同源染色体联会联会，非姐妹染色单体，非姐妹染色单体交叉互换交叉互换，

3、同源同源染色体染色体分离分离，非同源染色体自由组合；，非同源染色体自由组合；减数第二次分裂： 不存在同源染色体不存在同源染色体，无联会现象，无联会现象， 着丝粒分裂，着丝粒分裂，姐妹姐妹染色单体染色单体分开分开减数第一次分裂间期：DNA复制，蛋白质合成A B CD E FG H I减数分裂减数第一次分裂： 同源染色体同源染色体联会联会，非姐妹染色单体，非姐妹染色单体交叉互换交叉互换，同源同源染色体染色体分离分离，非同源染色体自由组合；，非同源染色体自由组合；减数第二次分裂： 不存在同源染色体不存在同源染色体，无联会现象，无联会现象， 着丝粒分裂，着丝粒分裂，姐妹姐妹染色单体染色单体分开分开减数

4、第一次分裂间期：DNA复制，蛋白质合成DNADNA加倍，染色体数目不变加倍，染色体数目不变DNADNA恢复，染色体数目减半恢复，染色体数目减半DNADNA减半，染色体数目减半减半，染色体数目减半2N-4N-02N-4N-02N-4N-02N-4N-0ACDB1 1、精子的发生、精子的发生(1)(1)场所场所: :精子的发生是在精子的发生是在 内的内的 中完中完成的。成的。(2)(2)时期时期:(:(雄性动物雄性动物) )从从 到到 。哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 睾丸睾丸初情期初情期曲细精管曲细精管生殖机能衰退生殖机能衰退染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞多个

5、精原细胞多个精原细胞精精子子发发生生的的过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有丝分裂有丝分裂M精子细胞精子细胞次级精母细胞次级精母细胞M变形变形精子精子精子细胞精子细胞精子精子线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体的发生、顶体的发生发育中的顶体发育中的顶体发育中的尾发育中的尾 （中心体）（中心体）B B、尾的的发育、尾的的发育C C、精子头的出现、精子头的出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子的形成、精子的形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体精子细胞变形成精子精子细胞变形成精子发育为发育为演变为演变为形成形成浓缩成浓缩成变为变为精子头的主要部分精子头的

6、主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜( (尾的基部尾的基部) )原生质滴原生质滴( (球状球状) )细细 胞胞 核核高尔基体高尔基体中中 心心 体体线线 粒粒 体体细胞内其他物质细胞内其他物质精子细胞变形中的主要变化精子细胞变形中的主要变化精子的形态：精子的形态：（1）外形似蝌蚪，）外形似蝌蚪，分分_、_、_、三、三大部分。大部分。（2）不同种动物精子的形态）不同种动物精子的形态_，大，大小略有小略有_，与动物的体形大小，与动物的体形大小_ 。头头 颈颈 尾尾相似相似不同不同 无关无关1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常家畜每次射精排出的精子数以亿计，但

7、是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪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？费吗？怎样理解这一现象？提示：提示：不是不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为说是动物为繁殖后代繁殖后代、延续物种延续物种的一种的一种生理保障生理保障机制机制；其二，在自然条件下，；其二，在自然条件下，精子从射精部位运精子从射精部位运行到受精部位行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使，将对精子进行筛选，并致使大量大量的精子途中的精子途中死亡死亡，被分解或排除，造成精子大量，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）的精子只剩损

8、耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，百余个，与卵子完成受精的只有一个与卵子完成受精的只有一个。讨论讨论: :2.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结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？中在尾的基部？提示：提示：细胞核是细胞核是精子遗传物质储存和复制的场精子遗传物质储存和复制的场所，也是所，也是参与精参与精、卵结合卵结合和和后代遗传特性后代遗传特性与与细细胞代谢活动的控制中心胞代谢活动的控制中心。而。而线

9、粒体线粒体则是有氧呼则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于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，尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和是精子维持生存和运动能量的运动能量的“动力工厂动力工厂”或或“发动机发动机”。讨论讨论: :2 2、卵子的发生、卵子的发生(1)(1)场所场所: :卵子的发生是卵子的发生是在在 内中完成的。内中完成的。(2)(2)时期时期: :（动物胚胎）（动物胚胎）在在 以后，即以后，即 , ,由由卵原细胞通卵原细胞通过不断过不断 增加增加其数量，并进一步演变其数量，并进一步演变成成 ； 后开始减数分裂。后开始减数分裂。卵巢卵巢性别分化

10、性别分化胎儿期胎儿期有丝分裂有丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞初情期初情期有丝分裂有丝分裂染色体复制等染色体复制等MM卵原细胞卵原细胞多个卵原细胞多个卵原细胞胎儿时期胎儿时期第一极体第一极体MM卵子卵子第二极体第二极体受精受精初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞合子合子（卵泡）（卵泡）（受（受精精过程）过程）初情期后初情期后马马猪牛羊猪牛羊排卵排卵生长形成透明带生长形成透明带12/8/9卵卵巢巢输输卵卵管管排卵前后排卵前后分裂不连续，分配不均等分裂不连续，分配不均等不不同同发发育育阶阶段段的的卵卵泡泡排卵排卵黄体黄体退化退化黄体黄体卵泡细胞卵泡细胞第一极体第一极体卵丘细胞卵丘细胞核核

11、透明带透明带卵黄膜卵黄膜卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞。卵巢中有卵泡，每个卵泡中有一个初级卵母细胞。 卵卵子子结结构构图图（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵黄膜）（卵黄膜）1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？提示：正常情况下，一个卵泡只能形成提示：正常情况下，一个卵泡只能形成一个一个成熟成熟的卵子。的卵子。2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？巢中排出？提示：是指提示：是指卵子从卵泡中排出卵子从卵泡中排出。讨论讨论: :3.3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么刚排出的卵是成熟的卵子吗？

12、它在母体的什么部位与精子受精？部位与精子受精？提示：刚排出的卵子提示：刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟，仅完成第一，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在过程。排出的卵子是在输卵管内输卵管内与精子受精的。与精子受精的。讨论讨论: :1.1.相似点：相似点： 最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增加，不断增加生殖原细胞的数量；经过生殖原细胞的数量；经过减数分裂减数分裂（MM和和MM）才能形成精子或卵子。）才能形成精子或卵

13、子。精子和卵子的发生异同精子和卵子的发生异同2.2.不同点：不同点：发生时发生时间间场所场所子细胞子细胞 数目数目过程过程形状形状精精子子卵卵子子重要重要区别区别睾丸睾丸卵巢卵巢输卵管输卵管初情期初情期以后以后胚胎性别胚胎性别分化以后分化以后4个个精子细胞精子细胞1个卵细胞个卵细胞2-3个极体个极体均等均等变形变形不均等不均等不变形不变形蝌蚪形蝌蚪形球形球形哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；精子是从初情期开始的在出生前完成的；精子是从初情期开始的1.1.以下说法不正确的是以下说法不正确的是A.A.雄性动物从初情期开始产生精子雄性动物从初情期

14、开始产生精子B.1B.1个精原细胞可以形成个精原细胞可以形成4 4个精子个精子C.C.对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为对多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右两个月左右D.D.动物体型大的产生的精子多且大动物体型大的产生的精子多且大2.2.一个卵泡可以形成的卵子数目是一个卵泡可以形成的卵子数目是A.1A.1个个 B.2B.2个个 C.3C.3个个 D.4D.4个个练习：练习：3.3.下例不属于精子和卵子发生的区别的是下例不属于精子和卵子发生的区别的是A.A.初级精母、卵母细胞的形成时间初级精母、卵母细胞的形成时间B.MB.M和和MM时间的连时间的连续性续性C.C.成熟生殖细胞

15、是否发生变形成熟生殖细胞是否发生变形D.D.成熟生殖细胞中染色体的数量成熟生殖细胞中染色体的数量1 1、概念、概念: :指指 和和 结合形成结合形成( (即即 ) )的过程。的过程。2 2、场所场所: :受精是在受精是在 内完成的。内完成的。二、受二、受精作用精作用精子精子受精卵受精卵输卵管输卵管卵子卵子合子合子卵卵子子结结构构图图（卵丘细胞）（卵丘细胞）（卵黄膜）（卵黄膜）精子穿越精子穿越 3 3、过程过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段受受精精过过程程精子获能精子获能准备阶段准备阶段1：卵子的准备卵子的准备准备阶段准备阶段2：放射冠放射冠雌雄原核形雌雄原核形成及融合成及融合

16、透明带透明带进入进入卵黄膜卵黄膜精子穿越精子穿越准备阶段准备阶段1 1：精子获能精子获能 即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发生相应发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段准备阶段2 2：卵子的准备卵子的准备 即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第二分裂中期减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。）时，才具备受精能力。受精前准备阶段：受精前准备阶段：1.1.什么叫顶体反应？什么叫顶体反应？2.2.什么叫透明带反应？什么叫透明带反应？3.3.什么叫卵黄膜的封闭作用？什么叫卵黄膜的封闭作用？4.4.精子入卵后会引发哪些

17、反应变化？精子入卵后会引发哪些反应变化？1）、穿越放射冠）、穿越放射冠顶体反应：顶体释顶体反应：顶体释放放顶体酶顶体酶，溶解卵，溶解卵丘细胞之间的物质，丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射形成精子穿越放射冠的通道。冠的通道。2）、穿越透明带）、穿越透明带顶体酶溶解透明带形成孔道，精子借助顶体酶溶解透明带形成孔道，精子借助自身运动穿越透明带。自身运动穿越透明带。当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来精子透明带的生理反应，这个反应后来精子透明带的生理反应，这个反应称为称为透明带反应透明带反应。透明带反应透明带反应是防止多个精子进透明带，引是防止多个精子进透明带，引起

18、多精子入卵受精的起多精子入卵受精的第一道屏障第一道屏障3）、进入卵黄膜）、进入卵黄膜精子被微绒毛抱合，随后精子精子被微绒毛抱合，随后精子外膜与卵黄外膜与卵黄膜融合膜融合，精子进入卵，精子进入卵卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再拒绝其他精子再进入卵内进入卵内防止多精子入卵受精的防止多精子入卵受精的第二道屏障第二道屏障4）、雌雄原核形成及融合）、雌雄原核形成及融合精子进入卵子后，精子进入卵子后，尾部脱离，原有核尾部脱离，原有核膜破裂；随后，精膜破裂；随后，精子形成一个新的核子形成一个新的核膜，形成一个比

19、原膜，形成一个比原来精子核还大的核，来精子核还大的核，雄原核雄原核精子进入卵后被激精子进入卵后被激活的卵子完成减数活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二次分裂，排出第二极体后，形成第二极体后，形成雌原核雌原核雌原核一般小于雄雌原核一般小于雄原核原核雌雄原核相向移动，彼此接触，完成融合，形成受精卵雌雄原核相向移动，彼此接触，完成融合，形成受精卵精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放溶解卵丘细溶解卵丘细胞之间物质胞之间物质穿越放射冠穿越放射冠接触透明带接触透明带顶体酶溶解顶体酶溶解透明带透明带穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带产生透明带反应反应形成第一道形成第一道屏

20、障屏障精子被微绒精子被微绒毛抱合毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子注入卵精子注入卵精精子子注注入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道形成第二道屏障屏障尾部尾部脱离脱离原核原核膜破裂膜破裂形成雄形成雄原核原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体形成雌形成雌原核原核发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵4、卵、卵子受精的标志：子受精的标志： 当在当在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以的间隙可以观察到观察到两个极体两个极体时，说明卵子已经完时，说明卵子已经完成了受精。成了受

21、精。5、受精作用的意义、受精作用的意义23条条23条条46条条46条条形成受精卵：形成受精卵： 精子进入精子进入卵子后，其细卵子后，其细胞核变大到和胞核变大到和卵子细胞核相卵子细胞核相似，精子细胞似，精子细胞核（雄原核）核（雄原核）和卵子细胞核和卵子细胞核（雌原核）同（雌原核）同时向细胞中部时向细胞中部靠拢，并相互靠拢，并相互融合成一个细融合成一个细胞核，这时称胞核，这时称受精卵。受精卵。1 1、卵裂、卵裂期的概念：期的概念：起点：起点：终点：终点：过程阶段：过程阶段：三、胚胎发育三、胚胎发育受精卵受精卵幼体幼体根据胚胎形态的变化，分几个阶段：根据胚胎形态的变化，分几个阶段：受精卵受精卵 卵裂

22、卵裂（包括（包括2细胞期、细胞期、4细胞期、细胞期、8细细胞、胞、16细细胞期）胞期） 桑桑椹胚（椹胚（32细胞期）细胞期） 囊胚期囊胚期 原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠腔）原肠腔） 胚体胚体 幼幼体体桑椹胚的形成桑椹胚的形成卵卵裂裂桑椹胚桑椹胚动物极动物极植物极植物极细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积_或略或略有有_每个细胞体积每个细胞体积_DNA数目数目_有机物总量有机物总量_有机物种类有机物种类_减少减少卵卵裂期的特点：裂期的特点：有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加增加增加囊胚囊胚滋养层：发

23、育成胎膜和胎盘，胚胎可通过这些组织滋养层：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内细胞团细胞：发育成胎儿的各种组织胞：发育成胎儿的各种组织滋养层滋养层内细胞团内细胞团囊囊胚胚腔腔桑椹胚桑椹胚分化分化发育发育桑椹胚这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整桑椹胚这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，称为胚胎的潜能，称为全能细胞全能细胞（或全能干细胞）。（或全能干细胞）。囊胚的形成囊胚的形成囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚内胚层内胚层中胚层中胚层原肠胚原肠胚按照一定的按照一定的次序向内运动次

24、序向内运动囊囊胚胚原肠胚的形成原肠胚的形成原肠腔原肠腔囊胚囊胚囊胚腔囊胚腔原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚滋养层滋养层中胚层中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层中胚层中胚层原肠胚原肠胚胚的发育：按照一定的按照一定的次序向内运动次序向内运动囊囊胚胚原肠胚的形成原肠胚的形成外胚外胚层层归纳：早期胚胎发育的几个阶段归纳：早期胚胎发育的几个阶段桑椹胚：细胞属于桑椹胚：细胞属于 。囊胚：细胞开始囊胚：细胞开始 ； 将来将来发育成发育成 ， 将来发育成将来发育成胎膜、胎盘，出现胎膜、胎盘，出现 后，进一步后，进一步扩大会导致扩大会导致 。原肠胚：内细胞团原肠胚：内细胞团 形成形成 ， 细胞形成细胞形成 ，出，出现现 。

25、全能细胞全能细胞分化分化内细胞团内细胞团各种组织各种组织滋养层滋养层囊胚腔囊胚腔孵化孵化表皮的细胞表皮的细胞外胚层外胚层下方的下方的内胚层内胚层 原肠腔原肠腔受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。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，细胞数在由具有全能性细胞构成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：

26、发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂最初发育在输卵管进行有丝分裂胚胎发育胚胎发育外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔原肠胚原肠胚3 3胚层的发育胚层的发育外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官外胚层：表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体内胚层：消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、中胚层：皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统循环系统、排泄系统、生殖系统外表神经和感外表神经和感官；官；内内呼消化胰与呼

27、消化胰与肝；肝；其其余都为中胚层余都为中胚层充满活力的精子充满活力的精子受精后受精后8 8天。胚芽完成天。胚芽完成 着陆着陆, ,微微嵌入子宫微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟心跳每分钟140140150150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。 人类胚胎第人类胚胎第8 8周时在子宫内的照片周时在子宫内的照片 此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映边，这可以促进它对吮吸的反

28、映 。 为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，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会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。说明。提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自提示：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，才使卵母规律的基

29、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。于体内自然条件下的基础研究成果。胚胎工程的主要技术应用胚胎工程的主要技术应用3.23.2体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养试管动物技术试管动物技术试管动物技术试管动物技术 是指通过人是指通过人工操作使卵子和工操作使

30、卵子和精子在精子在体外体外条件条件下成熟和下成熟和受精受精，并通过培养发育并通过培养发育成成早期胚胎早期胚胎后，后，再经再经移植移植产生后产生后代的技术。代的技术。一、体一、体外受外受精：精：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制下模拟体内环境完成受精过程的技术。下模拟体内环境完成受精过程的技术。精子的采集精子的采集卵母细胞的采集卵母细胞的采集营养、温度、营养、温度、pH等等准备：精子获能；准备：精子获能； 卵母细胞的培养卵母细胞的培养受精受精1.1.卵母细胞的卵母细胞的收集和培养收集和培养1）对于大家畜）对于大家畜或大型动物如牛或大型动物如牛活体取卵活体取卵人工

31、培养人工培养2）对于实验动物如小鼠、）对于实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等兔，以及家畜猪、羊等用促性腺激素处理用促性腺激素处理 超数排卵处理超数排卵处理可以可以直接直接与获能的精子在体外与获能的精子在体外受精受精2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 1)1)收集的方收集的方法法: : 假假阴道阴道法法, , 手握法手握法 电电刺激刺激等等 2)2)获能处理获能处理: : 培养法：啮齿动物、兔、猪培养法：啮齿动物、兔、猪化学法：牛、羊化学法：牛、羊获能液获能液化学药物化学药物3、受精、受精 在在获能液获能液或或专用的受精专用的受精溶液溶液中共同中共同培养培养二、胚胎的早期培养二、胚胎的早

32、期培养培养液培养液: : 水、无机盐、有机盐、维生素、激素、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氨基酸、核苷酸以及动物血清等. . 当胚胎发育到适宜阶段时，可将其取出当胚胎发育到适宜阶段时，可将其取出移植到受体子宫移植到受体子宫或或冷冻保存冷冻保存采集良种母牛的卵母细胞采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子采集良种公牛精子精子体外获能精子体外获能体外受精体外受精早期胚早期胚胎胎胚胎移植胚胎移植普通受普通受体体牛子宫牛子宫良种良种犊牛（试管牛）犊牛（试管牛）成熟期牛成熟期牛屠宰加工厂屠宰加工厂市场市场采集卵巢中的采集卵巢中的卵母细胞卵

33、母细胞“试试管管牛牛”良种牛受精卵良种牛受精卵胚胎的早期培养胚胎的早期培养妊娠妊娠三、三、胚胎移植胚胎移植胚胎移植：胚胎移植： 将将雌性动物的早期胚雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移其他方式得到的胚胎，移植到植到同种的同种的、生理状态相生理状态相同同的其他的其他雌性雌性动物体内，动物体内，使之继续发育为新个体的使之继续发育为新个体的技术。技术。提供胚胎提供胚胎供体供体受体受体对象对象早期胚胎的来源早期胚胎的来源 供体供体 受体受体早期胚胎早期胚胎雌性雌性 动物体内的早期胚胎动物体内的早期胚胎体外受精体外受精或其他方法得到的胚胎或其他方法得到的胚胎

34、提供提供胚胎的雌性胚胎的雌性 接受接受胚胎的雌雄胚胎的雌雄借借孕育胚胎的受体之孕育胚胎的受体之腹腹怀怀供体生产的供体生产的胎胎来共同繁殖后代的过程来共同繁殖后代的过程1、概念、概念如何进行同期发情处理？为什么这么做？如何进行同期发情处理？为什么这么做？超数排卵处理的作用是什么？如何处理？超数排卵处理的作用是什么？如何处理？同种优秀公牛的作用是什么？同种优秀公牛的作用是什么？冲卵为什么选择在配种或输精后的第七天？冲卵为什么选择在配种或输精后的第七天？“卵卵”的含义是什么？能够顺利冲卵的生理的含义是什么？能够顺利冲卵的生理基础是什么？基础是什么？如果受体对外来胚胎发生强烈的免疫排斥反如果受体对外来

35、胚胎发生强烈的免疫排斥反应，那么胚胎移植能够成功？应，那么胚胎移植能够成功？这样产下的牛犊其遗传特性主要谁来决定？这样产下的牛犊其遗传特性主要谁来决定？性别呢？这属于有性繁殖，还是无性繁殖？性别呢？这属于有性繁殖，还是无性繁殖？2、过程、过程3 3、胚、胚胎移植的主要生理学基础胎移植的主要生理学基础是否成功是否成功（1 1）哺乳动物发情排卵后，）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。生殖器官变化相同。（2 2）胚胎形成后呈游离状态，）胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。有利于胚胎收集。（3 3）无免疫排斥反应。）无免疫排斥反应。（4 4）供体胚胎与受体子宫可建立正常）供体胚胎与受体子宫可建立

36、正常生理和组织联系，遗传特性不受影响。生理和组织联系，遗传特性不受影响。4、早期胚胎来源早期胚胎来源胚胎移植的早期胚胎来源还有哪些？胚胎移植的早期胚胎来源还有哪些？ 提示：转基因动物、克隆动物、试提示：转基因动物、克隆动物、试管动物管动物1）体内受精）体内受精（配种或人工授精）（配种或人工授精）受精卵受精卵体内发育体内发育3）基因工程）基因工程（转基因）（转基因）重组受精卵重组受精卵早期胚胎培养早期胚胎培养4）动物细胞核移植）动物细胞核移植重组细胞重组细胞2）体外受精）体外受精受精卵受精卵有性繁殖有性繁殖无性繁殖无性繁殖转基因动物转基因动物克隆动物克隆动物试管动物试管动物胚胎移植是胚胎工程其他

37、技术的最后一道工序胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道工序 5 5、优势、优势意义：充分发挥雌性优良个体的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力繁殖潜力。1）优秀雌雄的职能只是生产优良胚胎，）优秀雌雄的职能只是生产优良胚胎，缩短了繁殖周期；缩短了繁殖周期；2）超数排卵，一次得到多个后代）超数排卵，一次得到多个后代选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理*超数排卵超数排卵*供体公牛供体公牛配种配种取出早期胚胎取出早期胚胎质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）胚胎移植的过程：胚胎移植的过程：（以（以（以（以牛牛

38、牛牛为例）为例）为例）为例）未配种未配种6、意义、意义加速育种工作和品种改良；加速育种工作和品种改良；大量节省了购买种畜的费用；大量节省了购买种畜的费用；一胎多产；一胎多产；保存品种资源和濒危物种。保存品种资源和濒危物种。四、四、胚胎分割胚胎分割1 1、概念、概念：采采用机械方法将用机械方法将早期胚胎早期胚胎切割成切割成2 2、4 4或或8 8等份等份等，经移植获得同卵等，经移植获得同卵双胎双胎或或多胎多胎的技术。的技术。后代具有后代具有相同的相同的遗传遗传物质，可看成无性繁物质，可看成无性繁殖或克隆方法之一殖或克隆方法之一。2 2、仪、仪器器显微操作仪实体显微镜胚胎胚胎移植移植透明带透明带滋

39、养层滋养层内细内细胞团胞团3、胚胎选择、胚胎选择 发育良好、形态正常的桑椹胚发育良好、形态正常的桑椹胚 4、过程：均等分割、过程：均等分割5、注意：囊胚的内细胞团均等分割、注意：囊胚的内细胞团均等分割6、结果：、结果： 同卵双生或多生同卵双生或多生 来自同一胚胎的后代具有相来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，可以看做同的遗传物质，因此，可以看做动物的动物的无性繁殖无性繁殖，又称为，又称为胚胎克胚胎克隆方法隆方法。7、意义：、意义： 提高胚胎的利用率提高胚胎的利用率概念：动物概念：动物胚胎及某些器官胚胎及某些器官中具有中具有自我复制和自我复制和多向分化多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复

40、损伤潜能的原始细胞，是重建、修复损伤或衰老细胞、器官功能的种子细胞。或衰老细胞、器官功能的种子细胞。类型：类型： 专能干细胞专能干细胞上皮基底层的干细胞、成肌细胞上皮基底层的干细胞、成肌细胞 多能干细胞多能干细胞造血干细胞造血干细胞 全能干细胞全能干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞干细胞干细胞成体干细胞成体干细胞1 1、概念、概念：简称简称ESES或或EKEK细胞，是由细胞，是由早期胚早期胚胎或原始性腺胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。五、五、胚胎干细胞胚胎干细胞2 2、特点：、特点：（1 1）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。（2 2）功能：

41、具有发育的）功能：具有发育的全能性全能性。可分化为。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞成年动物体内任何一种组织细胞. .体外培养体外培养可增殖不分化。可增殖不分化。（3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细胞可以细胞可以增增殖而不发生分化殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。也可以进行遗传改造。（1 1）治疗人）治疗人类组织损伤或顽类组织损伤或顽症：症： 如帕金森综合症、少年糖尿如帕金森综合症、少年糖尿病等；病等；（2 2）培育人造组织器官：）培育人造组织器官： 解决供体器官不足、免疫排解决供体器官不足、免疫排斥等；斥等； （3

42、 3）研究体外细胞）研究体外细胞分化；分化；（4 4）用于哺乳动物个体发生和发育规律的研究。）用于哺乳动物个体发生和发育规律的研究。随堂练习随堂练习1 1、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是A A、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B B、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态C C、超数排卵技术要使用一定的激素、超数排卵技术要使用一定的激素D D、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在体外进在体外进行行2 2、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是的是A A、供体母牛必须是同一物种的良种、供体母牛必须是同一物种的良种B B、受体母牛必须是同一物种的良种、受体母牛必须是同一物种的良种C C、供体公牛必须是同一物种的良种、供体公牛必须是同一物种的良种D D、受体母牛可以是同一物种的一般健康牛、受体母牛可以是同一物种的一般健康牛随堂练习随堂练习3 3、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是重要原因是A A、细胞分裂、细胞分裂B B、细胞特化、细胞特化C C、细胞分化、细胞分化D D、细胞增殖、细胞增殖随堂练习随堂练习