胚胎工程

胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行各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)過處理后取得胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類各種需求。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第1頁操作對象：早期胚胎和配子技術(shù)伎倆：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)：哺乳動物受精卵和早期胚胎發(fā)育規(guī)律體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第2頁英國人W·希普于1890年在劍橋大學將純種安哥拉兔早期胚胎移植到一只已和同種交配、毛色特征完全不一樣比利時兔輸卵管內(nèi)。結(jié)果生出4只比利時仔免和2只由胚胎發(fā)育而成安哥拉仔免。這是世界上第一例胚胎移植，胚胎移植技術(shù)由此創(chuàng)始。比利時兔安哥拉兔體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第3頁胚胎工程建立一.胚胎移植技術(shù)研究胚胎移植技術(shù)成為許多胚胎工程不可缺乏基礎(chǔ)步驟。二.胚胎移植技術(shù)成功和應(yīng)用帶動和加速了體外受精技術(shù)研究。三.胚胎移植和體外受精使胚胎分割、性別判定、體細胞克隆、轉(zhuǎn)基因胚胎、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)應(yīng)運而生。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第4頁專題3:胚胎工程§3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第5頁一.精子和卵子發(fā)生（1）發(fā)生場所：睪丸（2）時間：初情期——生殖機能衰老1.精子發(fā)生體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第6頁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MⅠ第一階段第二階段第三階段MⅡ精子發(fā)生過程多個精原細胞染色體復(fù)制變形體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第7頁精子細胞變形中主要改變：1.細胞核——2.高爾基體——3.中心體——4.線粒體——5.細胞內(nèi)其它物質(zhì)——精子頭主要部分頭部頂體精子尾線粒體鞘膜(尾基部)原生質(zhì)滴(球狀,最終脫落)體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第8頁

提醒：不是。其一，在自然繁殖條件下，能夠說是動物為繁殖后代、延續(xù)物種一個生理保障機制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運行到受精部位，將對精子進行篩選，并致使大量精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最終抵達受精部位（輸卵管）精子只剩百余個，與卵子完成受精只有一個。

1.家畜每次射精排出精子數(shù)以億計，不過通常只有一個精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一個浪費嗎？怎樣了解這一現(xiàn)象？問題討論:體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第9頁

提醒：細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制場所，也是參加精、卵結(jié)合和后代遺傳特征與細胞代謝活動控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運動能量場所。精子線粒體集中于尾基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運動能量“動力工廠”或“發(fā)動機”。2.精子細胞變成精子過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣了解？為何精子中線粒體集中在尾基部？體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第10頁2.卵子發(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)合過程完成。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第11頁排卵體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第12頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第13頁卵原細胞有絲分裂多個卵原細胞染色體復(fù)制初級卵母細胞MⅠ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MⅡ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體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第14頁卵子受精標志：

當在卵黃膜和透明帶間隙能夠觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第15頁1.一個卵泡中能形成幾個成熟卵子？2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？3.剛排出卵是成熟卵子嗎？它在母體什么部位與精子受精？答：剛排出卵子還未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)深入成熟，直到減數(shù)第二次分裂中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精。答：正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟卵子。答：是指卵子從卵泡中排出。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第16頁

哺乳動物精子和卵子發(fā)生主要有哪些相同點或不一樣點？相同點：最初階段均進行有絲分裂，不停增加生殖原細胞數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不一樣點：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)哺乳動物卵子形成和在卵巢內(nèi)貯備是胎兒出生前完成。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第17頁鞏固練習1.以下不屬于胚胎工程是：（）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，它形成含有AB配子有（）A.1個B.0或1個C.2個D.4個DB體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第18頁二、受精1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）過程。2.場所：輸卵管體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第19頁一)受精前準備階段:1)精子獲能:精子必須在雌性動物生殖道發(fā)生對應(yīng)生理改變后,才取得受精能力生理現(xiàn)象.2)卵子準備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期,才含有與精子受精能力3.過程：體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第20頁二)受精階段:1)精子穿越放射冠和透明帶

頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)卵丘細胞

透明帶反應(yīng)是預(yù)防多精入卵受精第一道屏障2)精子進入卵黃膜

卵黃膜封閉作用是預(yù)防多精入卵受精第二道屏障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)體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第21頁哺乳動物受精過程示意圖體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第22頁穿過放射冠：在卵子外圍集聚有幾十個精子，它們首先穿放射冠。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第23頁

幾個精子同時分解透明帶，但只有一個精子能穿過透明帶進入卵子內(nèi)，當?shù)谝粋€精子進入后，透明帶穿透性就馬上發(fā)生改變，從而阻止其它精子穿越透明帶。穿過透明帶：體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第24頁

精子進入卵子后,其細胞核變大到和卵子細胞核相同,精子細胞核(雄原核)和卵子細胞核(雌原核)同時向細胞中部靠攏,并相互融合成一個細胞核,這時稱受精卵。形成受精卵：體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第25頁4.意義維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目標恒定

；對于生物遺傳和變異十分主要。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第26頁充滿活力精子體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第27頁此時經(jīng)過種種障礙精子終于與卵子相遇，卵子外膜成為它們第一道需要攻破關(guān)卡。此時，精子們把頭鉆到卵子外壁上，尾巴不停拍打著，卵子則伴隨精子尾部運動遲緩地逆時針轉(zhuǎn)動。

卵子外層被一層透明薄膜保護著，這使它看起來像一個懸浮在天體中漂亮星球。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第28頁經(jīng)過種種障礙精子終于與卵子相遇體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第29頁精子試圖進入卵子

體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第30頁

此時,精子頭已經(jīng)鉆進去了,我們還能夠看到它中部和尾部，它就像一個不停旋轉(zhuǎn)鉆頭，在尾巴拍打驅(qū)動下，努力進入卵子。

體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第31頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第32頁受精后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。

體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第33頁受精后6星期，人形已隱約可見。這時，胚胎心跳每分鐘140—150下．是母親心跳兩倍。

體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第34頁人類胚胎第8周時在子宮內(nèi)照片體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第35頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第36頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第37頁此時胎兒已長到20周，他移動手臂，把手指放在唇邊，這能夠促進它對吮吸反應(yīng)。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第38頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第39頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第40頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第41頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第42頁胚胎發(fā)育胚后發(fā)育幼體性成熟個體受精卵動物個體發(fā)育大致過程體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第43頁依據(jù)胚胎形態(tài)改變，可將早期發(fā)育胚胎分為以下幾個階段：受精卵囊胚期原腸胚期（包含內(nèi)、中、外三幼體卵裂（包含2細胞期、4細胞期、8細胞、16細胞期、32細胞期）胚層和原腸腔）胚胎發(fā)育過程：體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第44頁體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第45頁在分析圖解時使學生明確卵裂起點，方式，特點。分裂球細胞特點。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第46頁囊胚期滋養(yǎng)層：發(fā)育成胚胎從屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)，胚胎可經(jīng)過這些組織從母體中取得正常發(fā)育所需氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)細胞團細胞：即胚胎干細胞，是一個未分化細胞，含有全能性，能發(fā)育成完整胚胎滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團囊胚腔囊胚形成體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第47頁受精卵第一次卵裂第二次卵裂第三次卵裂囊胚囊胚囊胚腔原腸腔原腸胚外胚層中胚層內(nèi)胚層———————內(nèi)胚層——中胚層——原腸胚胚發(fā)育：按照一定次序向內(nèi)運動受精卵——卵裂——囊胚原腸胚形成體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第48頁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）胎兒形成：在透明帶內(nèi)進行有絲分裂，細胞數(shù)量不停增加，但胚胎總體積并不增加，或略有降低。：由含有全能性細胞組成，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)胚層原腸腔體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第49頁1.表中哪種動物胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高？2.將體外培養(yǎng)馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段胚胎？假如換成牛又該怎樣處理？資料分析<討論>答：馬胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高，其次為小鼠。答：馬應(yīng)選擇囊胚階段胚胎。牛在自然情況下，胚胎即使最早可在8~16細胞階段進入子宮，但為了提升移植后胚胎發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通慣用發(fā)育到囊胚階段胚胎進行移植。體內(nèi)受和早期胚胎發(fā)育專家講座第50頁3.為何說關(guān)于動物體內(nèi)受