3.0《胚胎工程》課件(新人教版-選修3)84791.ppt

1、3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,專題胚胎工程,一、閱讀課本，完成自學導引：,胚胎工程的概念： 胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進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、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類大各種需求。,操作對象：早期胚胎和配子 技術(shù)手段：胚胎移植、體外受精、 胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等 理論基礎(chǔ)：哺乳動物的受精卵和早期胚胎 的發(fā)育規(guī)律,實例1：,1.下列不屬于胚胎工程技術(shù)的是 A.體外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干細胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,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

2、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)的成功和應用帶動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、體細胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細胞 培養(yǎng)等技術(shù)應運而生。,一.精子和卵子的發(fā)生,（1）發(fā)生場所：睪丸 （2）時間： 初情期生殖機能衰老,1.精子的發(fā)生,精原細胞,有絲分裂,初級精母細胞,次級精母細胞,精子細胞,精子,M,第一階段,第二階段,第三階段,M,精子發(fā)生的過程,多個精原細胞,染色體復制,變形,精子細胞變形中的主要變化：,1.細胞核 2.高爾基體 3.中心體 4.線粒體 5.細胞內(nèi)其他物質(zhì),精子頭的主要部分,頭部的頂體,精子的尾,線粒體鞘膜(尾的

3、基部),原生質(zhì)滴(球狀,最后脫落),精子的形態(tài)： （1）外形似蝌蚪，分頭、頸、 尾三大部分。 （2）不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體形大小無關(guān)。,2.卵子的發(fā)生,(1)發(fā)生部位：卵巢 (2)時間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前完成；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程完成的。,卵原細胞,有絲分裂,多個卵原細胞,染色體復制,初級卵母細胞,M,第一極體,次級卵母細胞,兩個第二極體,第二極體,卵子,退化消失,（3）卵子發(fā)生過程,M,排卵前后完成,在受精過程完成,被卵泡細胞包圍,形成卵泡,胎兒時期完成,有絲分裂時間：胎兒期，地點：卵巢,第一次分裂：發(fā)生時間：初情排卵期地點：卵泡,

4、第二次分裂：發(fā)生時間：受精時地點：輸卵管特點：是不成熟的成熟的條件：受到精子誘導,（在卵黃膜和透明帶有兩個極體是卵子受精的標志。）,卵細胞的形成過程,家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖,哺乳動物卵泡的形成和卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前（即胎兒時期）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。,精子與卵子的發(fā)生比較,精子與卵子的發(fā)生比較,卵子受精的標志： 當在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。,注意：1.區(qū)分受精的標志和受精完成的標志 2.精子和卵子發(fā)生的區(qū)別,哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點或不同點？,相似點： 最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次

5、減數(shù)分裂（M和M）才能形成精子和卵子。,不同點： 一個精原細胞多個精子；一個卵原細胞一個卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒出生前完成的。,鞏固練習,1.下列不屬于胚胎工程的是： （ ）,A.體外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干細胞培養(yǎng) D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育,2.有一個卵原細胞中含有A與A、B與B兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有 （ ）,A.1個 B.0或1個 C.2個 D.4個,D,B,二、受精,1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。 2.場所：輸卵管,一)受精前的準備階段: 1)精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道

6、發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現(xiàn)象. 2)卵子的準備: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.過程：,哺乳動物受精過程示意圖,哺乳動物受精過程示意圖,二)受精階段: 1)精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞 透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子進入卵黃膜 卵黃膜封閉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)配子結(jié)合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵),穿過透明帶：,形成受精卵：,精、卵相遇,頂體反應,頂體酶釋放,頂體酶溶解透明帶,接觸透明帶,穿越放射冠,溶解卵丘細胞

7、（放射冠）,穿越透明帶,接觸卵黃膜,產(chǎn)生透明帶反應,形成第一道屏障（作用 ）,精子被微絨毛抱合,精子外膜與卵黃膜融合,精子進入卵,精子進入卵后,變化,變化,變化,產(chǎn)生卵黃膜封閉作用,形成第二道屏障 （作用 ）,尾部脫離核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體,發(fā)育 移動 接觸 合并,形成受精卵,4.意義,維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。,充滿活力的精子,此時經(jīng)過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，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動緩慢地逆時針

8、轉(zhuǎn)動。,卵子的外層被一層透明的薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中的漂亮的星球。,經(jīng)過種種障礙的精子終于與卵子相遇,精子試圖進入卵子,此時, 精子的頭已經(jīng)鉆進去了, 我們還可以看到它的中部和尾部，它就像一個不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在尾巴拍打的驅(qū)動下，努力進入卵子。,受精后8天。胚牙完成著陸,微微嵌入子宮內(nèi)膜。此時它分裂發(fā)育為幾百個細胞。,受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎的心跳每分鐘140150下是母親心跳的兩倍。,人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)的照片,此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指 放在唇邊，這可以促進它對吮吸的反映 。,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（內(nèi)含囊胚腔）,原腸胚（內(nèi)含原腸腔

9、）,胎兒形成,：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。,：由具有全能性細胞構(gòu)成，細胞數(shù)在32個左右，排列緊密，形似桑椹,內(nèi)細胞團：發(fā)育成胎兒各組織,滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成胎膜和胎盤,：最初發(fā)育在輸卵管進行有絲分裂,三.胚胎發(fā)育,滋養(yǎng)層 外胚層 中胚層 內(nèi)胚層 原腸腔,1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(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，應選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？,資料分析,答：馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。,答：馬應選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在816細胞階段進入子宮，但為了提高移植后

10、胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植。,3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。,提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點和規(guī)律，人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進行有效的模擬，才使卵母細胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。,3.體外受精和早期胚胎培養(yǎng),專題胚胎工程,試管

11、動物技術(shù),是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。,從試管牛說起,實現(xiàn)良種?？焖俅罅糠敝呈紫纫龅氖牵?）和（ ）的培養(yǎng),體外受精,早期胚胎,（1）體外受精： 概念采取雌性動物的（ ）和雄性動物的（ ），使其在（ ）中受精。,卵細胞,精子,試管,注：但發(fā)育的主要場所是（ ）,母體,采集良種母牛的卵母細胞,卵母細胞的體外培養(yǎng),采集良種公牛精子,精子體外獲能,體外受精,良種牛體外受精胚胎,胚胎移植,受體牛,良種犢牛,成熟期牛,屠宰加工廠,市場,采集卵巢中的 卵母細胞,“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖,體外受精,1.卵母細胞的收集和培養(yǎng)

12、,對不同動物,采取卵母細胞的方法不同,2.精子的收集和獲能,1)收集的方法:假陰道法,手握法和電刺激等 2)獲能處理: 培養(yǎng)法：嚙齒動物、 家兔和豬 化學法：牛、羊,3.受精,在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程,二、胚胎的早期培養(yǎng),培養(yǎng)液: 水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等.,3.體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,專題胚胎工程,.區(qū)別（工程、方式）相同點,最后工序 移植,胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”-胚胎移植,手圖,一.胚胎移植,1.概念:將雌性動物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的.生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的技術(shù).

13、供體：提供胚胎的個體。 受體：接受胚胎的個體。,2.胚胎移植的意義,1)加速育種工作和品種改良 2)大量節(jié)省購買種畜的費用 3)一胎多產(chǎn) 4)保存品種資源和瀕危物種 5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛能 縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量,3.胚胎移植的生理學基礎(chǔ),1)供體和受體相同的生理環(huán)境 2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能 3)受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥 4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有改變.,選擇,供體母牛,受體母牛,同期發(fā)情處理,超數(shù)排卵,供體公牛,配種,沖卵,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),胚胎移植,妊娠檢查,分娩（胚胎移植的犢牛）,4.胚胎移植的基本程序,5.胚胎移植成功與否要有兩個條件,（1）胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。 （2）進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,.流程圖,流程圖,.激素 經(jīng)受體產(chǎn)生更多后代,示意圖.,.下2,.,步驟,對供體受體的選擇和處理 配種或人工授精 對胚胎的收集檢查培養(yǎng)保存 移植胚胎 移植后檢查,.正在做什么?屬于收集胚胎,.練習,優(yōu)勢(意義),充分發(fā)揮雌性個體的繁殖潛力 縮短供體本身的繁殖周期