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专题三胚胎工程复习3.1体内受精和早期胚胎发育3.2体外受精和早期胚胎培养3.3胚胎工程的应用及前景•操作对象：早期胚胎和配子•技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等•理论基础：哺乳动物的受精和早期胚胎的发育规律胚胎工程的概念:知识网络构建:胚胎工程胚胎工程的应用胚胎移植胚胎分割基本程序移植的生理学基础体外受精和早期胚胎培养试管动物技术体外受精早期胚胎培养体内受精和早期胚胎发育精子的发生卵子的发生受精早期胚胎发育胚胎干细胞一、体内受精和早期胚胎发育（一）、精子和卵子的发生（二）、受精（三）、早期胚胎发育（一）1、精子的发生1）、场所：2）、时期：3）、过程：睾丸（的曲细精管）从初情期开始直到生殖功能衰退发生的过程大体可分为三个阶段精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形精子细胞变形中的主要变化：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)2.卵子的发生•1)发生部位：卵巢•2)时间：胚胎性别分化以后直至生殖机能衰退•减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成；减数第二次分裂在精、卵结合过程中完成。卵原细胞有丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞（透明带、卵黄膜）MⅠ第一极体次级卵母细胞第一极体第二极体卵子退化消失MⅡ排卵前后完成在受精过程完成卵巢内胎儿时期完成卵子的发生过程合子胎儿期初情期后多个卵原细胞染色体复制在卵巢或输卵管内在输卵管内误点警示：1、一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。2、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡泡从卵巢中排出。3、刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟。（二）受精1、受精部位:2、受精标志:在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。输卵管3、过程受精前的准备阶段受精阶段精子获能（在雌性动物生殖道）卵子成熟（达到MⅡ中期时才具备与精子受精的能力）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)精子进入卵细胞膜卵细胞膜反应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)放射冠（卵丘细胞）透明带卵黄膜细胞核第一极体发生顶体反应，穿越放射冠穿过透明带发生透明带反应精子进入卵子后,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：精、卵相遇顶体反应顶体酶释放顶体酶溶解透明带接触透明带穿越放射冠溶解卵丘细胞（放射冠）穿越透明带接触卵黄膜产生透明带反应形成第一道屏障精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵后变化①变化②变化③产生卵细胞膜反应形成第二道屏障尾部脱离核膜破裂形成雄原核形成雌原核激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体发育移动接触合并形成受精卵误点警示：1、成熟的精子无受精能力，需要在生殖道内获能后方能受精。2、动物排出的卵子并未成熟，只有达到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。3、受精卵的遗传物质中，核遗传物质一半来自精子，一半来自卵子，质遗传物质几乎全来自卵子。4.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。（三）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：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂1、胚胎发育过程二腔：扩大的原肠腔缩小的囊胚腔三胚层：外胚层，中胚层，内胚层2、卵裂期的特点：细胞分裂方式为_______细胞数目____胚胎总体积或略有___每个细胞体积_____DNA总数目_____有机物总量_____有丝分裂增加不增加缩小减小增加减少二、体外受精和早期胚胎培养（一）、试管动物技术（二）、体外受精（三）、早期胚胎培养是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。（一）试管动物技术卵子采集精子采集精子体外获能MII中期早期胚胎的培养体外受精移植到代孕母体子宫胚胎移植试管动物卵子体外培养受精卵早期胚胎实验动物（小鼠、兔）家畜（猪羊）大家畜（牛）大型动物促性腺激素处理输卵管冲取卵子（超数排卵）屠宰厂卵巢取卵活体采卵卵子采集温度、湿度、压力手握法电刺激法假阴道法精子采集精子获能的方法一定浓度的肝素钙离子载体A23187溶液人工配制的获能液中培养：化学诱导法啮齿动物、兔和猪：培养法牛、羊体外受精或受精液胚胎发育培养液受精卵获能液获能的精子＋MII中期的卵子去除精浆体外受精获取精子、卵子卵母细胞培养和精子获能体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养还需要其他什么条件?..无机盐和有机盐类，维生素、激素、氨基酸、核苷酸，还有血清本质：要提供哪些营养物质?无菌无毒环境、温度、酸碱度、气体环境动物细胞培养将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。1.概念:3.3胚胎工程的应用及前景一、胚胎移植雌性动物的早期胚胎提供胚胎的个体。接受胚胎的个体。同种、生理状态相同。胚胎的来源：供体：受体：受体的条件：或体外受精得到的胚胎概念解读体内受精体外受精及其他方式转基因、核移植、胚胎分割胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。2、胚胎移植的本质3、胚胎移植的现状和意义可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短供体母畜的繁殖周期。1)加速育种工作和品种改良；2)大量节省购买种畜的费用；3)一胎多产；4)保存品种资源和濒危物种；怎样确保胚胎移植能成功?移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?–同种动物发情排卵后,在一段时间内供体\受体具有相同的生理环境为什么能收集到胚胎?–早期胚胎一段时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥/–同种动物之间基本上不排斥为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?–胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响.4、生理学基础（1）对供体受体的选择;同期发情处理同期发情：遗传性能和生产性能优秀的个体；供体母牛：受体：健康和正常繁殖能力的个体处理：注射促性腺激素。4、胚胎移植的基本程序（2）采集卵母细胞超数排卵方法：具体做法：注射促性腺激素（3）配种或人工授精同种优良的雄性动物。精子来源：受精部位：输卵管（4）胚胎的收集方法：冲卵冲卵冲出的是卵子吗？（5）对胚胎进行质量检查此时胚胎处于什么时期？桑椹胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植保存条件：-196℃的液氮（7）胚胎的移植方法一：手术法具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二：非手术法将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……超数排卵供体公牛配种受精冲卵质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）总结：采用机械方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。[可看作是动物无性繁殖或克隆]1.概念:2、理论基础动物胚胎细胞的全能性。二、胚胎分割3、选择的胚胎：发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚4、分割工具：分割针或分割刀借助仪器：实体显微镜和显微操作仪5、具体操作用分割针或分割刀片将胚胎切开吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中或直接将裸半胚移植给受体注意事项：要将囊胚内细胞团均等分割.半裸胚直接移植,均等,为什么只能2份.还存在什么问题..性别鉴定2为什么选择滋养层的细胞来做性别鉴定简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。体积小.细胞核大,核仁明显2.特点:具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞（1）形态：（2）功能：1.概念：（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。三、胚胎干细胞（1）治疗人类的某些顽症。3.主要用途（2）培育出人造组织器官，用于器官移植（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。