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1、专题3 胚胎工程,胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要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,胚 胎 工 程,胚胎工程的应用,胚胎移植,胚胎分割,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,3.1 体内受精和早期胚胎发育,精原细胞,有丝分裂,多个初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,M,第一阶段,第二阶段,第三阶段,M,多个精原细胞,染色体复制,变形,(变形),1、精子发生
2、过程,初情期开始到生殖机能衰退,注意:精细胞的细胞核和三种细胞器-高尔基体、线粒体、中心体分别变为精子的哪个部分?,细胞核 - 高尔基体- 中心体 - 线粒体 -,头部的主要部分,顶体(在头部),尾,尾基部的线粒体鞘膜,精细胞:,精子:,卵原细胞,多个卵原细胞,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,2、卵子发生过程,M,青春期排卵前后完成,受精时完成,胎儿时期完成,精子与卵子发生的比较,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
3、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)-受精完成的标志,3、受精过程:,（场所：输卵管）,卵子受精的标志：,当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,1.请根据图回答问题： （）图中是 ，是 ，是指 阶段是指 ，阶段是指 。 （）当观察到第二极体时，可以表明 。 （）能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 （填序号）。 （）阶段存在的变异方式是 。,第一极体,合子,受精,胎儿期,初情期,卵子已经完成了受精,基因突变、染色体变异,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,
4、：进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,这一阶段前的细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞,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,：最初在输卵管进行有丝分裂,4、胚胎发育,形成内胚层、外胚层,3.2 体外受精和早期胚胎培养,一、体外受精主要步骤：,卵细胞的采集和培养,精子的采集和获能,受精,1、,2、,3、,1、卵细胞的采集和培养,实验动物,大家畜或大型动物（牛）：,采集,用 处理，使其排出更多的卵子，从 中冲取卵子,促性腺激素,输卵管,从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母细胞，也可以借助 、 或 等工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取卵泡
5、液（连同卵母细胞取出）,卵巢,超声波探测仪,内窥镜,腹腔镜,超数排卵,2、精子的采集和获能,1)精子的收集方法：,假阴道法,手握法,电刺激法,2)获能处理,培养法：,化学诱导法：,啮齿动物、家兔和猪等的精子,如牛、羊等的精子,3、受精,M期卵母细胞与获能精子受精,二、胚胎的早期培养,发育培养液的成分: 水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等.,3.3胚胎工程的应用及前景,一.胚胎移植,将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精 及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生 理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发 育为新个体的技术.,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛
6、,配种/人工授精,冲卵（冲出胚胎）,质量检查、培养,胚胎移植/保存,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,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。,（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。（也叫冲卵）,（5）对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段,（6）胚胎的保存或移植,（7）胚胎的移植,方法一：手术
7、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,二.胚胎分割,1、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.特点:后代具有相同的遗传物质（克隆） 3.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚. 4.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪,注意：对囊胚阶段的胚胎进行切割时，要将内细胞团均等分割,2.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，、表示其结果
8、，请据图判断下面说法不正确的是 ( ) A.a是核移植技术，后代不发生基因重组和变异 B.b是体外受精技术，的设计产生有一定的伦理争议 C.c是胚胎分割技术，中个体的产生实质上就是克隆 D.图中所示的三项技术属于动物细胞工程和胚胎工程,A,3.胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是 ( ) A.胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C.胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 D.胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎,B,三.胚胎干细胞,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 2.特点: 1)形态:体
9、积小、细胞核大、核仁明显 2)功能:具有全能性，可分化为成年动物体内的任何一种组织 3）体外培养可增殖而不分化（加入分化诱导因子后会诱导其分化），可进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,3.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,1.胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。,特别提醒,6.对囊胚进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,5.冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。,1.对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清 (1)卵裂阶段的细胞分
10、裂方式有丝分裂。 (2)受卵膜制约,从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小,所以每个细胞体积减少。 (3)伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。 (4)该过程中有机物总量减少,因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。,易错分析,2.对胚胎工程中一些说法辨析不清。 (1)精子发生场所睾丸曲细精管; 卵子的发生场所卵巢和输卵管; 受精场所输卵管; 发育场所输卵管和子宫。 (2)精子发生时间及特点初情期后,两次分裂连续进行; 卵子发生时间及特点胚胎性别分化以后,两次分裂不连续。 (3)受精的标志和受精完成的标志不是一回事。 受精标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的融合,