搜索
专题三胚胎工程•操作对象：早期胚胎和配子•技术手段：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等•理论基础：受精卵和早期胚胎的发育规律胚胎工程的概念: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）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初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子第一次分裂（MⅠ）第二次分裂（MⅡ）有丝分裂变形第一阶段第二阶段第三阶段很多精原细胞DNA复制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)精子的形态：（1）外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。（2）不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。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，场所在卵巢；减数第二次分裂在精子和卵子结合的过程中完成，场所在输卵管卵原细胞有丝分裂更多卵原细胞初级卵母细胞第一次分裂次级卵母细胞和第一极体第二次分裂卵子和两个极体（在卵黄膜和透明带有两个极体是卵子是否受精的标志）DNA复制胎儿期完成排卵前后完成在受精过程完成误点警示：1、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡从卵巢中排出。2、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。减数第二次分裂中期1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。4、精子与卵子的发生比较场所时间过程特点子细胞数目相同点精子卵子MⅠ和MⅡ是连续的，需变形，细胞质均等分裂睾丸内完成卵巢和输卵管胎儿期、受精过程中MⅠ和MⅡ是不连续的，不需变形，细胞质不均等分裂4个精子1个卵子和3个极体最初阶段均进行有丝分裂；经过两次细胞分裂；染色体形态变化和数量相同例1下列说法正确的是（）A、成熟精子遇到卵子便可以发生受精作用B、排出成熟卵子的过程即为排卵C、卵子形成时分裂过程均在卵巢内完成的D、卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的D例2：下列不是精子、卵子发生的区别是（）A、初级精母、卵母细胞形成时间B、MⅠ和MⅡ的时间连续性C、成熟生殖细胞是否经过变形D、成熟生殖细胞中染色体的数量D（二）受精1、受精部位:2、受精标志:在卵黄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:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.卵子成熟:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有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)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用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)小结一、阻止多精入卵的两道保障第一道：第二道：二、两个标志受精的标志：受精完成的标志：在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。雌雄原核融合透明带反应卵黄膜封闭作用误点警示：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。例3：获能后的精子和卵子受精时，将会发生（多选）（）A、尾部脱落B、顶体反应C、卵黄膜封闭D、透明带反应例4：精子入卵后，发生的变化是（多选）（）A、精子完成第二次减数分裂，形成雄原核B、精子发生顶体反应C、激发透明带反应D、卵子完成第二次减数分裂，形成雌原核ABCDCD例5：受精的标志是（）A．卵黄膜和透明带间出现两个极体B．精卵相遇，发生顶体反应C．雌、雄原核融合D．精子接触透明带例6：受精完成的标志是（）A．卵黄膜和透明带间出现两个极体B．精卵相遇，发生顶体反应C．雌、雄原核融合D．精子接触透明带CA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：细胞数量不断增加，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：在输卵管进行有丝分裂二.胚胎发育一孔：胚孔二腔：扩大的原肠腔，缩小的囊胚腔三胚层外胚层中胚层内胚层胚胎发育1、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_____总DNA数目_____有机物总量_____有丝分裂增加不增加缩小减小增加减少误点警示：1、发育中的细胞分裂均为有丝分裂，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。2、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性高，是胚胎分割的最佳时期3、桑椹胚到囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割例7：研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是()ACDBACDA例8：下列关于桑椹胚的说法正确的是（）A、胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹B、每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性C、良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性D、是由受精卵经过有丝分裂产生的ABD试管动物技术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。快速繁殖动物优良品种目的：技术手段：体外受精和早期胚胎培养试管动物技术的三个基本操作环节：第一步：体外受精第二步：胚胎的早期培养第三步：胚胎移植精子卵子受精卵早期胚胎幼体①②③新个体哺乳动物个体发育过程试管动物思考：子代数目的多少取决于精子数还是卵子数？方法1：给供体注射促性腺激素，使一头母畜的卵巢一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子（超数排卵），之后从输卵管中冲取卵子，与获能的精子在体外受精。方法2-1：从屠宰场得到的废弃牛卵巢中采集卵母细胞借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等的引导，从活母畜卵巢采集卵母细胞。方法2-2：从活体卵巢中采集卵母细胞2.精子的收集和获能1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等2)获能处理:培养法：把精子放入获能液中。（啮齿动物、家兔和猪）化学法：把精子放入一定浓度肝素或钙离子载体A23187溶液中。（牛、羊）3.受精在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程CO2培养箱二、胚胎的早期培养复习：动物细胞培养的条件是什么？二、胚胎的早期培养发育培养液成分: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.采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图早期胚胎培养试管动物与克隆动物的区别试管动物克隆动物生殖方式技术手段遗传规律有性生殖无性生殖试管动物技术动物细胞核移植技术遵循不遵循1、胚胎移植2、胚胎分割3、胚胎干细胞研究胚胎移植概念:将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。良种雌性动物。一般品种的雌性动物。“借劣质动物之腹怀优秀个体之胎”过程1、胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥4)胚胎的遗传物质没有改变2、胚胎移植的条件（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。1、供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理）2、配种或人工授精；3、胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（-196OC的液氮）4、胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）、非手术法（用移植管将其送入子宫）5、对受体母畜进行是否妊娠的检查。胚胎移植的基本程序（1）对供体、受体进行选择供体：遗传性能和生产性能优秀的个体；受体：健康和正常繁殖能力的个体处理：同期发情具体做法：注射相关激素。同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。（2）采集卵母细胞方法：超数排卵具体做法：注射促性腺激素（3）配种或人工受精精子来源：同种优良的雄性动物。（4）胚胎的收集在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（冲卵）。（5）对胚胎进行质量检查胚胎发育到桑椹胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植-196OC的液氮保存（7）胚胎的移植方法一：手术法方法二：非手术法（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）3、胚胎移植的基本程序同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。胚胎移植的意义⑴加速育种工作和品种改良；⑵大量节省购买种畜的费用；⑶一胎多产；⑷保存品种资源和濒危物种；⑸可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。练习•1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（）A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行A•2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（）A.供体母牛必须是同一物种的良种B.受体母牛必须是同一物种的良种C.供体公牛必须是同一物种的良种D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛B三、胚胎分割概念:指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多胎后代的技术。优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。特点:选择的胚胎:使用的主要仪器：后代具有相同的遗传物质(无性繁殖)发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚。实体显微镜、显微操作仪、切割刀、切割针过程分割要求：内细胞团均等分割1.概念: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。四、胚胎干细胞的培养2.分类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞4.主要用途(1)治疗人类的某些顽症(2)培育出人造组织器官，用于器官移植(3)是研究体外细胞分化的理想材料3.特点:1)形态:体积小，细胞核大,核仁明显。2)功能: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。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。3.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（）A.细胞分裂B.细胞特化C.细胞分化D.细胞增殖C专题4:生物技术安全性和伦理问题对转基因生物安全性的争论一、转基因生物的安全性1．转基因技术的安全性问题①安全：滞后效应、