资源简介

(共25张PPT)
《胚胎工程》
知识解读及实例分析
2、技术种类：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。胚胎工程许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行模拟操作。
1、操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。
3、操作水平：主要集中在细胞水平上。
4、目的：生产后代，满足人类各种需求。
一、胚胎工程概念
指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
典型精子的结构
头部
颈部
尾部
顶体
精核
中段（线粒体环）
主段
末段
二、胚胎工程的理论基础
准备阶段1、精子获能
02
1、受精：在输卵管中完成
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）获能方法：
①利用雌性生殖道让精子受精。
②将精子培养在人工配置的获能液中使其获能等。常用有效成分：Ca2+载体、肝素等。
（1）刚刚排出的精子不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。精子获能实质是指精子获得受精的“能力”,而不是获得能量。
准备阶段2、卵子的准备
（2）排卵是指卵子从卵泡中排出的过程。不同动物排卵时，卵细胞所处时期不同，马和人排出的是初级卵母细胞，绵羊、牛、猪排出的是次级卵母细胞。
（1）卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，必须在输卵管中进一步成熟，达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力
①精子穿越卵细胞膜外的结构（透明带）
②精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障
③精子入卵，发生卵细胞膜反应，这是防止多精入卵的第二道屏障
受精阶段
（1）受精的标志：观察到两个极体或雌、雄原核；
（2）受精完成的标志：雌、雄原核核膜小时、形成核子
（3）受精过程
④精子入卵，后形成雌原核和雄原核
提示：A.多数哺乳动物的第一极体不会进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。
B.精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，释放出第二极体。
2、胚胎早期发育
（1）胚胎发育的场所：输卵管和子宫
（2）胚胎早期发育过程
受精卵
卵裂期在透明带内进行
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
原肠胚（ 内含原肠腔，内细胞团表面的细胞形成外胚层，下方细胞形成内胚层）
胎儿形成
内细胞团：个体较大，发育成胎儿各种组织
滋养层细胞：沿透明带内壁扩展和排列，个体较小的细胞，发育成胎膜和胎盘
：在输卵管形成
项目 变化
胚胎体积 不变
细胞数量 增加
每个细胞体积 减少
DNA总量 增多
每个细胞内的DNA总量 不变
有机物总总量 减少
有机物种类 增加
①卵裂期胚胎内细胞及物质变化规律
囊胚腔
滋养层
内细胞团
②孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
③原肠腔：囊胚孵化后，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。
外胚层
原肠腔
内胚层
1、早期胚胎是指囊胚及之前的胚胎，除滋养层细胞外均具有发育全能性
2、早期胚胎发育过程中胚胎体积几乎不变，细胞体积减小，细胞数目增多；胚胎中有机物含量下降，有机物种类增加
3、孵化是指囊胚不断扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程
4、卵裂是受精卵早期的有丝分裂，前三次分裂方向很规律
5、胎膜：包括绒毛膜、羊膜、卵黄囊、尿囊和脐带，是胎儿的附属结构，胎膜对胚胎起保护和营养作用。胎膜发育异常会严重地影响胎儿的正常发育，甚至引起先天性畸形。
6、胎盘：在胚胎发育过程中，胎儿从母体吸取营养的方式会不断变化。早期是通过滋养层从子宫蜕膜中吸取营养(称组织营养)，随后是通过绒毛膜的绒毛从绒毛间隙中吸取营养，最后是通过脐带从胎盘中吸取营养，胎盘、胎膜均由滋养层细胞发育而来。
7、准确解读：滋养层、内细胞团（ICM）、透明带、胎膜、胎盘、囊胚腔、孵化、外胚层、内胚层、原肠腔
③知识小结：
例析1.下列有关哺乳动物受精作用的叙述，错误的是（ ）
A.刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力
B.精子需要释放多种酶才能溶解、穿越卵细胞膜外透明带等结构
C.精子触及卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D.卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
C
点评：精子触及卵细胞膜的瞬间发生的是透明带反应，不是卵细胞膜反应。
例析2.下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是（ ）
A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ
B.经图中Y过程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
B
点评：图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ，经图中Y过程只形成了雌原核；精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合；精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶。
例析3.下列关于卵裂的叙述，正确的是（ ）
A.卵裂时期细胞不断分裂，胚胎体积不断增大
B.卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C.卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加
D.卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少
C
点评：卵裂时期细胞不断分裂，胚胎体积几乎不变；卵裂处于桑葚胚形成的过程中，每个细胞的体积不断减小；卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加；卵裂需要消耗能量，有机物总量减少但种类都不断增加。
例析4.如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b代表两个发育时期。下列错误的是（ ）
A.①过程发生同源染色体分离
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.胚胎发育到③过程开始发生分化
D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
A
点评：①过程为受精过程，不发生同源染色体分离；②过程通过有丝分裂增殖；胚胎发育到③过程开始发生分化；处于a时期的胚胎为囊胚，具有囊胚腔。
三、体外受精
1、试管动物：是指通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
实例：培育试管奶牛
新鲜或解冻的精液
精子离
心处理
获能精子
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
培养
2、体外受精
1、概念：胚胎移植(embryo transfer)是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
受精卵发育成的胚胎其他方式获得的胚胎
雌性动物体内
移植
新个体
发育
胚胎来源：体外受精、体内受精(配种)、核移植、胚胎分割等途径获得的胚胎。
四、胚胎移植
2、胚胎移植步骤
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。
（1）缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代
（2）可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。
3、胚胎移植意义
1、概念： 胚胎分割（embryo splitting）采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
2、理论依据：早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
3、特点：后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
4、主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪
五、胚胎分割
5、胚胎分割操作程序
（1）选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
（2）在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割
（3）分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
例析1.下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是（ ）
A.给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B.采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C.获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D.卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
C
点评：给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的卵子；采集的卵母细胞必须发育到减数分裂Ⅱ中期才具有可受精能力；获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精；卵母细胞在受精前没有完成减数分裂Ⅱ，只有受到精子刺激后才能完成减数分裂Ⅱ。
例析2.经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是（ ）
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
C
点评：胚胎移植通常选择早期胚胎，而不是处于原肠胚阶段的胚胎移植，否则移植不会成功。
例析3、胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题：
(1)在哺乳动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体_________，当次级卵母细胞发育到__________________(填时期)时才具备与精子受精的能力，受精的场所是________，判断卵子受精的重要标志是_________________________________________。
(2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是__________和________________。
(3)胚胎发育过程首先是卵裂，所得每个子细胞的体积比受精卵_______，胚胎发育到________期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫做孵化。
(4)胚胎干细胞是由囊胚的____________或__________中分离出来的一类细胞，在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。
原始性腺
排卵前后
MⅡ中期
输卵管
在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体　
透明带反应　
卵细胞膜反应
小
囊胚　
内细胞团

展开更多......

收起↑