高中生物胚胎工程新人教选修.pptx

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1、胚胎工程概念胚胎工程概念：胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种胚胎工程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，如显微操作和处理技术，如显微操作和处理技术，如显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎移植、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等技术。经过处理后获得的胚等技术。经过处理后获得的胚等技术。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，

2、以满足人类各种需求。胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。第1页/共89页操作对象：操作对象：早期胚胎和配子早期胚胎和配子技术手段：技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎分割、胚胎干细胞培养等等理论基础：理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚哺乳动物的受精卵和早期胚胎胎 的发育规律的发育规律第2页/共89页胚胎工程的建立胚胎工程的建立胚胎工程的建立胚胎工程的建立一一一一.胚胎移植技术的研究胚胎移植技术的研究胚胎移植技术的研究

3、胚胎移植技术的研究 胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节。础环节。础环节。础环节。二二二二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。受精技术的研究。受精技术的研究。受精技术的研究。三三三三.胚胎移植和体外受精胚胎移植和体外受精胚胎移植和体外受精胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、使胚胎分割、性别鉴定、使胚胎分割、性别鉴定、使胚胎

4、分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞培养等技等技等技等技术应运而生。术应运而生。术应运而生。术应运而生。第3页/共89页（一）、精子的发生（一）、精子的发生1、场所：、场所：2、时期：、时期：3、过程：、过程：1、场所：精子的发生是在、场所：精子的发生是在睾丸睾丸内完成的内完成的2、时期：从、时期：从初情期初情期开始直开始直到到生殖功能衰退生殖功能衰退3、过程：发生的过程大体可、过程：发生的过程大体可分为分为三个阶段三个阶段曲细精管曲细精管一、精子和卵子的发生一、精子

5、和卵子的发生第4页/共89页精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M精精子子发发生生的的过过程程多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形精原细胞经过有丝分裂产生精原细胞经过有丝分裂产生多个多个初初级精母细胞。级精母细胞。初级精母细胞初级精母细胞经经减数分裂减数分裂形形成含有成含有单倍染色体单倍染色体的的精子细精子细胞胞。细胞核细胞核变为精子变为精子头部头部的主要部分；的主要部分；高尔基体高尔基体发育为头部的顶体；发育为头部的顶体；中心体中心体演变为精子的演变为精子的尾

6、尾；线粒体线粒体形成形成线粒体鞘膜线粒体鞘膜；其它物质浓缩成其它物质浓缩成原生质滴原生质滴（球形）（球形）第5页/共89页 1.1.细胞核2.2.高尔基体3.3.中心体4.4.线粒体5.5.细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘膜线粒体鞘膜(尾的基部尾的基部)原生质滴原生质滴(球状球状,最后脱落最后脱落)精子细胞变形总结精子细胞变形总结第6页/共89页1.1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？够与卵子结合，这能说是一种

7、浪费吗？怎样理解这一现象？提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。卵子完成受精的只有一个。2

8、.2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？精子中的线粒体集中在尾的基部？提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基

9、部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工动力工厂厂”或或“发动机发动机”。思考：第7页/共89页（二）、卵子的发生（二）、卵子的发生1、场所：卵子的发生是、场所：卵子的发生是在在卵巢卵巢内完成内完成 的。的。2、时期：、时期：性别分化以后性别分化以后（放射冠）（放射冠）第8页/共89页3、过程：、过程：雌性胎儿卵巢内的雌性胎儿卵巢内的卵原细胞卵原细胞，通过，通过有丝分裂有丝分裂增加其增加其数量，演变为数量，演变为初级卵母细胞初级卵母细胞，被，被卵泡细胞卵泡细胞包围形成包围形成卵泡卵泡。初级卵母细胞经过初级卵母细胞经过减数分裂减数分裂变为

10、成熟的变为成熟的卵子卵子。减数第减数第一一次分裂时间是在雌性动物次分裂时间是在雌性动物排卵前后排卵前后完成的，完成的，结果是产生结果是产生1个次级卵母细胞个次级卵母细胞和和第一极体第一极体。减数第减数第二二次分裂时间是在次分裂时间是在精子精子和和卵子结合卵子结合的过程中，的过程中，结果是产生结果是产生1个成熟卵子个成熟卵子和和第二极体第二极体。第9页/共89页卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M排卵前后排卵前后完成完成在受在

11、受精过精过程完程完成成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形成卵泡形成卵泡胎胎儿儿时时期期完完成成第10页/共89页1.1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.3.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？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

12、程。排内进一步成熟，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。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：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。答：是指卵子从卵泡中排出。思考：思考：第11页/共89页4、精子与卵子的发生比较、精子与卵子的发生比较场场 所所开始开始时间时间细胞增殖方式细胞增殖方式子细胞数子细胞数目目是否变是否变形形重要区别重要区别精精子子睾丸睾丸初情初情期以期以后后先有丝分裂先有丝分裂后减数分裂后减数分裂 4个精子个精子细胞细胞变形变形哺乳动物卵泡哺乳动物卵泡

13、的形成和在卵的形成和在卵巢内的储备是巢内的储备是在出生前完成在出生前完成的；而精子是的；而精子是从初情期开始从初情期开始的的卵卵子子卵巢卵巢输卵管输卵管性别性别分化分化以后以后先有丝分裂先有丝分裂后减数分裂后减数分裂 1个卵细个卵细胞胞,3个极个极体体不变形不变形相似点：相似点：最初阶段均进行最初阶段均进行有丝分裂有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（分裂（MM和和MM）才能形成精子和卵子。）才能形成精子和卵子。不同点：不同点：一个精原细胞一个精原细胞多个精子；多个精子；减减1和减和减2是连续的，细胞质分裂均等。是连续的，细胞质分裂均等。

14、一个卵原细胞一个卵原细胞一个卵子；减一个卵子；减1和减和减2是不连续的，细胞质分裂不均等。精子是不连续的，细胞质分裂不均等。精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的。儿出生前完成的。第12页/共89页二、二、受精受精1、概念、概念:2、标志、标志:3、场所、场所:1、概念、概念:指指精子和卵子精子和卵子结合形成结合形成合子合子 (即即受精卵受精卵)的过程。的过程。2、标志、标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体时时。（第二极体的形成）

15、（第二极体的形成）3、场所、场所:受精是在受精是在输卵管输卵管内完成的。内完成的。第13页/共89页4、过过程程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段准备阶段准备阶段1：精子获能精子获能准备阶段准备阶段2：卵子的准备卵子的准备即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖雌性动物生殖道内道内发生相应生理变化后，才发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。能获得受精能力的现象。即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第减数第二分裂中期（二分裂中期（M）时，才具时，才具备受精能力。备受精能力。包括包括精子穿越放精子穿越放射冠射冠和和透明带透明带，进，进入入卵黄膜卵黄膜，原核原核形成形成和和配

16、子结合。配子结合。第14页/共89页穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。放射冠。第15页/共89页 几个精子同时分解透明几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。阻止其他精子穿越透明带。穿过透明带：穿过透明带：1)1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带 顶体反应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使顶体内的

17、酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第二道屏障第二道屏障第16页/共89页 精子进入卵子后精子进入卵子后,其细胞核变大到和卵其细胞核变大到和卵子细胞核相似子细胞核相似,精子精子细胞核细胞核(雄原核雄原核)和卵和卵子细胞核子细胞核(雌原核雌原核)同同时向细胞中部靠拢时向细胞中部靠拢,并并相互融合成一个细相互融合成一个细胞核胞核,（受精完成的受精完成的标志）标志）这时称受精卵。这时称受精卵。形成受精卵：形成受精卵：第

18、17页/共89页思考：当你了解到精子需要获能，受精过程中有防止多精入卵的现象时，你是否提出过这样的问题：精子在雌性生殖道内是如何获能的？防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么？答：精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑答：精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动种物质解除

19、对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管子宫和输卵管。防止多精入卵主要通过防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在作用两道屏障。在受精过程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜时，透明带会立即封闭，受精过程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜时，透明带会立即封闭，阻止后来的精子进入透明带，可看作是防止多精受精的第一道屏障。阻止后来的精子进入透明带，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内，可看作是而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其

20、他精子再进入卵内，可看作是防止多精受精的第二道屏障。防止多精受精的第二道屏障。第18页/共89页精、卵相遇精、卵相遇顶体反应顶体反应顶体酶释放顶体酶释放顶体酶溶顶体酶溶解透明带解透明带接触透明带接触透明带穿越放射冠穿越放射冠溶解卵丘细胞溶解卵丘细胞 （放射冠）（放射冠）穿越透明带穿越透明带接触卵黄膜接触卵黄膜产生透明带反应产生透明带反应形成第一道屏障形成第一道屏障精子被微绒毛抱合精子被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜融合精子外膜与卵黄膜融合精子进入卵精子进入卵第19页/共89页精精子子进进入入卵卵后后变化变化变化变化变化变化产生卵黄膜产生卵黄膜封闭作用封闭作用形成第二道屏障形成第二道屏障尾部脱离尾部

21、脱离核膜破裂核膜破裂形成雄原核形成雄原核形成雌原核形成雌原核激活卵子完激活卵子完成减数第二成减数第二次分裂，排次分裂，排出第二极体出第二极体发育发育 移动移动 接触接触 合并合并形形成成受受精精卵卵第20页/共89页意义意义维持每种生物前后代体细胞中染维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定色体数目的恒定 ；对于生物的；对于生物的遗传和变异十分重要。遗传和变异十分重要。第21页/共89页受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胚层分化形成胎儿形成胚层分化形成胎儿形成：进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎：进行有丝分裂，

22、细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。总体积并不增加，或略有减少。：由具有：由具有全能性全能性细胞构成，细胞数在细胞构成，细胞数在3232个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂：最初发育在输卵管进行有丝分裂滋养层滋养层外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层原肠腔原肠腔三、胚胎发育胚胎发育：指受精卵发育成幼体的过程第22页/共89页强调：强调：卵裂期卵裂期的特点的特点细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积

23、_或略有或略有_每个细胞体积每个细胞体积_DNA数目数目_有机物种类有机物种类_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加增加增加第23页/共89页人体胚胎发育的基本过程人体胚胎发育的基本过程人体胚胎发育人体胚胎发育在子宫内经过约在子宫内经过约3838周，整个过程可分为胚卵期、胚胎期和周，整个过程可分为胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段胎儿期三个阶段胚卵期：从受精至第一周末胚胎开始着床胚卵期：从受精至第一周末胚胎开始着床胚卵期胚卵期第24页/共89页新生命的第四天新生命的第四天胚泡胚泡 新生命的第三天新生命的第三天桑椹胚桑椹胚 受精后受精后8 8天。天。胚芽完成胚芽完成 着着陆陆

24、,微微嵌入微微嵌入子宫内膜。此子宫内膜。此时它分裂发育时它分裂发育为几百个细胞为几百个细胞。桑椹胚桑椹胚：细胞：细胞数在数在32个左右，个左右，细胞排列致密，细胞排列致密，形似桑椹，细形似桑椹，细胞属于胞属于全能细全能细胞胞囊胚囊胚：细胞开始：细胞开始分化分化;内内细胞团细胞团将来发育成将来发育成各种各种组织组织,滋养层滋养层将来发育成将来发育成胎膜、胎盘胎膜、胎盘;出现出现囊胚腔囊胚腔后，进一步扩大会导致后，进一步扩大会导致孵化孵化。第25页/共89页新生命的第四周新生命的第四周 新生命的第五周新生命的第五周看啊，眼的雏形看啊，眼的雏形出来了出来了 胚胎期胚胎期：从第二周至第八周从第二周至第

25、八周第三周末形成原肠胚：内细第三周末形成原肠胚：内细胞团胞团表皮的细胞表皮的细胞形成形成外胚层外胚层，下方的下方的细胞形成细胞形成内胚层内胚层，出，出现现原肠腔原肠腔。第26页/共89页新生命的第六周新生命的第六周四肢和四肢和脑都开始初步分化了，真脑都开始初步分化了，真让人激动让人激动 受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟这时，胚胎的心跳每分钟140140150150下是母亲心跳的两倍。下是母亲心跳的两倍。第27页/共89页新生命的第七周新生命的第七周进进一步发育了，看个整体一步发育了，看个整体的吧的吧 人类胚胎第八人类胚胎第八周时在子宫内周时在

26、子宫内的照片的照片 ，胚初，胚初具人形具人形第28页/共89页第29页/共89页新生命的第九周新生命的第九周胎儿已基本成形，看胎儿已基本成形，看看手的进一步分化看手的进一步分化 新生命的第十二周新生命的第十二周理论上理论上这时的胎儿已可以独立生活，这时的胎儿已可以独立生活，但其实出世的日子还早但其实出世的日子还早 胎儿期：从第九周开始至分娩胎儿期：从第九周开始至分娩第30页/共89页第31页/共89页此时胎儿已长到此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇周，他移动手臂，把手指放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映边，这可以促进它对吮吸的反映。第32页/共89页新生命的第二十六周新生命的第二十

27、六周中间的很多周变化不大，中间的很多周变化不大，是体内器官的逐步分化和是体内器官的逐步分化和成熟，就略过吧。二十六成熟，就略过吧。二十六周的胎儿如果出世，存活周的胎儿如果出世，存活率已经很高了！看看就知率已经很高了！看看就知道差不多了啊！道差不多了啊！新生命的第二十八周新生命的第二十八周请请注意体位，现在已经为分娩注意体位，现在已经为分娩做好准备了做好准备了 第33页/共89页第34页/共89页第35页/共89页1.1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？2.2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，

28、应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析资料分析 答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在下，胚胎虽然最早可在816816细胞阶段进入子细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。植。第36页/共89页3.3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，

29、会为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；

30、精子能在体外完成获能；获母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。赖于体内自然条件下的基础研究成果。第37页/共89页第38页/共89页试管婴儿试管婴儿1978年年7月月26日，世日，世界首例试管婴儿界首例试管婴儿“路路易斯布朗易斯布朗”在英国在英国诞生，现已成为母亲。诞生，现已成为母亲。转基因试管牛转基因试管牛我国首例转基因试管我国首例转基因试管牛牛“滔滔滔滔”于于1999年年2月月

31、19日在上海诞生日在上海诞生第39页/共89页19881988年年3 3月月1010日我国首例试管婴儿日我国首例试管婴儿第40页/共89页19921992年年我国首例三胞胎试管婴儿我国首例三胞胎试管婴儿第41页/共89页2009年：六女两男体重在820克至1.54千克之间第42页/共89页2011年1月23日，美国加州的苏利曼提前3天为自己的8个孩子庆祝两岁生日第43页/共89页国产奶牛国产奶牛：年均产奶量：年均产奶量30003000公斤左右公斤左右国际良种奶牛国际良种奶牛：年均产奶量：年均产奶量1000010000公斤左右公斤左右引进一头良种成年奶牛需要引进一头良种成年奶牛需要3 3万万5

32、5万元；万元；牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能生育四牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能生育四五次。五次。牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多10001000倍左右；倍左右；公牛产生的精子数目就更多了。公牛产生的精子数目就更多了。一、从试管牛说起一、从试管牛说起第44页/共89页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。目的：目的：快速繁殖动物快速繁殖动物优良品种优良品种

33、技术手段：技术手段：体外受精体外受精和和早期胚胎培养早期胚胎培养第45页/共89页胚胎移植胚胎移植采集良种母牛的卵母细胞采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子采集良种公牛精子精子体外获能精子体外获能体外受精体外受精良种牛体外受精胚胎良种牛体外受精胚胎受体牛受体牛良种犊牛良种犊牛成熟期牛成熟期牛屠宰加工厂屠宰加工厂市场市场采集卵巢中采集卵巢中的卵母细胞的卵母细胞“试试管管牛牛”工工厂厂化化生生产产的的技技术术流流程程图图第46页/共89页19821982年世界首例试管牛犊问世年世界首例试管牛犊问世 实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是实现良种牛快速大量繁殖首先要

34、做的是 和和 的培养。的培养。体外受精体外受精早期胚胎早期胚胎第47页/共89页1、体外受精 体外受精体外受精概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。过程：（1）卵母细胞的收集和培养；（2）精子的收集和获能；（3）获能精子和卵细胞的受精。“试管动物试管动物”注：发育的主要场所是注：发育的主要场所是母体母体第48页/共89页1.1.卵母细胞的卵母细胞的采集和培养采集和培养对不同动物对不同动物,采取卵母采取卵母细胞的方法不同：细胞的方法不同：（1）对实验动物：）对实验动物：用促性腺激素处理用促性腺激素处理（2）对大家畜或）对大家畜或大型动物：大型动物：从废弃从废弃卵巢中采集卵母

35、细卵巢中采集卵母细胞或活体采卵胞或活体采卵第49页/共89页第50页/共89页2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 收集精子的收集精子的方法有：方法有：假阴道法假阴道法手握法手握法电刺激法电刺激法第51页/共89页 在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有的体外获能方法有 和和 两种两种 对于对于 、和和 的精子，一般采用的精子，一般采用培养培养法法；对于；对于 、等家畜的精子常用等家畜的精子常用化学法化学法。培养法培养法：精子在：精子在获能液获能液中获能。中获能。化学诱导法化学诱导法：精子一定浓度的：精子一定浓度的肝素肝素或

36、或钙离子载体钙离子载体A23187溶液溶液中，用化学药物诱导获能。中，用化学药物诱导获能。培养法培养法 化学诱导法化学诱导法啮齿动物啮齿动物家兔家兔猪猪牛牛羊羊第52页/共89页3.3.受精受精 在在获能溶液获能溶液或或专专用的受精溶液用的受精溶液中完成受精过中完成受精过程程第53页/共89页提高了优良种公畜的配种效能和种用价值，扩大了配种母畜的头数;加速家畜品种改良，促进育种工作;降低了饲养管理费用；防止各种疾病，特别是生殖道传染病的传播；有利于提高母畜的受胎率；体外受精在家畜快速繁殖的意义体外受精在家畜快速繁殖的意义第54页/共89页三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养概念：概念：是应用人

37、工创造条件，对获取的是应用人工创造条件，对获取的 进行体外培养。进行体外培养。培养液成分：培养液成分：水水、无机盐无机盐、糖类糖类、维生素维生素、氨基酸氨基酸、激激素素、核苷酸核苷酸、血清血清等等早期胚胎早期胚胎 目的：目的：检查受精状况和受精卵发育能力移植：移植：不同生物有不同的适宜阶段第55页/共89页 不同动物胚胎移不同动物胚胎移植时间不同植时间不同牛、羊：牛、羊：桑椹胚或囊桑椹胚或囊胚阶段胚阶段小鼠、家兔：小鼠、家兔：卵裂期卵裂期或囊胚阶段或囊胚阶段试管婴儿：试管婴儿：8 8个或个或1616个细胞阶段个细胞阶段 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受

38、体移植或冷冻保存。出向受体移植或冷冻保存。第56页/共89页保存剩余的卵子和精子的方法是什么？保存剩余的卵子和精子的方法是什么？第57页/共89页专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程3.3胚胎工程的应用及前景第58页/共89页一一.胚胎移植胚胎移植二二.胚胎分割胚胎分割三三.胚胎干细胞胚胎干细胞3.3 3.3 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景第59页/共89页1、胚胎移植 胚胎移植胚胎移植概念: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

39、种雌性动物。良种雌性动物。一般品种的雌性动物。一般品种的雌性动物。“借劣质动物之腹怀优秀个体之胎借劣质动物之腹怀优秀个体之胎”过程第60页/共89页胚胎移植实质上是早期胚胎在胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正的转移。你认为这样的概括正确吗？确吗？正确。正确。第61页/共89页胚胎的来源：胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎或体外受精及雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。其他方式得到的胚胎。供体：供体：提供胚胎的个体提供胚胎的个体遗传性能和生产性能优秀的个体；受体：受体：接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。健康和正常繁殖能

40、力的个体受体的条件：受体的条件：同种、生理状态相同同种、生理状态相同同期发情(注射相关激 素)。第62页/共89页选择选择供体母羊供体母羊受体母羊受体母羊同期发情处理同期发情处理*超数排卵超数排卵*供体公羊供体公羊配种配种取出早期胚胎取出早期胚胎质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊羊）分娩（胚胎移植的犊羊）胚胎移植的过程：（以波尔山羊为例）（以波尔山羊为例）未配种未配种同期发情技术：同期发情技术：主要是借助外主要是借助外源激素剌激卵源激素剌激卵巢，使其按照巢，使其按照预定的要求发预定的要求发生变化，使处生变化，使处理母畜的理母畜的卵巢卵巢生理机能都处生

41、理机能都处于相同阶段于相同阶段，从而达到同期从而达到同期发情。发情。第63页/共89页胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序 （1）供体、受体的选择和处理）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工受精）配种或进行人工受精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植）胚胎移植（5）移植后的检查）移植后的检查第64页/共89页胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)1)供体和受体相同的生理环境；供体和受体相同的生理环境；2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态,为胚胎的为胚胎的收集提供了可能；收集提供了可能；3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上不受体对移

42、入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；发生免疫排斥；4)4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立正常的联系,但遗但遗传物质没有改变。传物质没有改变。第66页/共89页 充分发挥雌性个体的繁殖潜力充分发挥雌性个体的繁殖潜力 缩短供体本身的繁殖周期缩短供体本身的繁殖周期 保持供体优良特性保持供体优良特性 大规模繁殖大规模繁殖 节约成本节约成本 费用费用 可用于保护珍稀动物可用于保护珍稀动物.胚胎移植的意义：第67页/共89页胚胎移植的意义1充分发挥优良母牛的繁殖潜力 一般情况下，1头优良成年母牛一年只能繁殖1头犊牛，应用胚胎移植技术，一年可得到几头至几十头优良母牛的后代，大大加速了良种牛群的建立和扩

43、大。2诱发肉牛产双胎 对发情的母牛配种后再移植一个胚胎到排卵对侧子宫角内。这样配种后未受孕的母牛可能因接受移植的胚胎而妊娠，而配种后受母牛则由于增加了一个移植的胚胎而怀双胎。另外，也可对未配种的母牛在两侧子宫角各移植一个胚胎而怀双胎，从而提高生产效率。3应用胚胎移植还可以减少肉用繁殖母牛的饲养头数，可以代替种畜的引进和保存品种资源等。第68页/共89页胚胎移植成功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件（1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行同种的雌性供体和受体之间进行。（2 2）进行胚胎移植的供体和受体的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态生理状态要相同。

44、要相同。第69页/共89页2、胚胎分割优势优势优势优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。1.概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。第70页/共89页2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质，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因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。殖或克隆的方法之一。3、理论基础、理论基础 动物胚胎细胞的动物胚胎细胞的全能性全能性。所以胚胎分割的时期为：所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚。第71

45、页/共89页4、选择的胚胎：、选择的胚胎：发育良好的发育良好的,形态正常的桑椹胚形态正常的桑椹胚或囊胚。或囊胚。5、使用的主要仪器：、使用的主要仪器：实体显微镜实体显微镜和和显微操作仪显微操作仪。6、具体操作、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。胚移植给受体。第72页/共89页 胚胎分割的基本操作胚胎分割的基本操作选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。第7

46、3页/共89页 胚胎分割移植的显微操作胚胎分割移植的显微操作第74页/共89页受精卵受精卵受精卵受精卵分裂分裂分裂分裂 早期胚胎胚胎分割基本过程胚胎分割基本过程代孕母牛植入植入分割第75页/共89页胚胎分割的基本过程胚胎移入培养液；胚胎移入培养液；分割胚胎（机械法、酶处理）；分割胚胎（机械法、酶处理）；移植胚胎给受体；移植胚胎给受体；着床产仔。着床产仔。第76页/共89页7 7、操作注意事项：、操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割将内细胞团均等分割。原因：原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基

47、础细胞，其现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养提供营养。若分割时不能将内细胞团均等。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。良，甚至不能发育等问题。第77页/共89页7、操作注意事项：、操作注意事项：胚胎分割的份数越多，操作的难度胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低会越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜早期胚胎的体积很小，

48、只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。移植成功率自然会降低。第78页/共89页（1 1）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕不育现

49、象，而且可以帮助一些由于自身素质不良，不育现象，而且可以帮助一些由于自身素质不良，如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲，实现得如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲，实现得到亲生子女的愿望。到亲生子女的愿望。（2 2）不赞同。给社会和人类伦理道德造成一定）不赞同。给社会和人类伦理道德造成一定的冲击。的冲击。联系实际讨论：你对新科技条件下出现的你对新科技条件下出现的“借腹借腹生子生子”现象赞同吗？现象赞同吗？所谓所谓“借腹生子借腹生子”是指利用试管婴儿和胚胎移植是指利用试管婴儿和胚胎移植技术，在受体母亲子宫内使胎儿发育成熟而生出技术，在受体母亲子宫内使胎儿发育成熟而生出的过程。的过程。第79页/共89

50、页三三.胚胎干细胞胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？）什么是胚胎干细胞？简称是什么？简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。）胚胎干细胞的应用。第80页/共89页1.1.概念：概念：简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由是由早期胚胎早期胚胎或或原原始性腺始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。第81页/共89页2.2.特点特点:（1 1）形态：）形态：体积小体积小,细胞核大细胞核大,核仁明显；核仁明显；（2 2）功能：）功能：具有发育的具有发育的全能