高中生物选修3_胚胎工程

胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取 出向受体移植或冷冻保存。 不同动物胚胎移 植时间不同 牛、羊：桑椹胚或囊 胚阶段 小鼠、家兔：更早 试管婴儿：8个或16 个细胞阶段
采集良种母牛的卵母细胞 采集良种公牛精子 “ 精子体外获能 试 卵母细胞的体外培养 管 体外受精 技牛 术” 良种牛体外受精胚胎 胚胎移植 流工 程厂 受体牛 图化 良种犊牛 生 产 成熟期牛 的 采集卵巢中 屠宰加工厂 市场 的卵母细胞
形成受精卵： 精子进入卵 子后,其细胞核 变大到和卵子细 胞核相似,精子 细胞核(雄原核) 和卵子细胞核 (雌原核)同时向 细胞中部靠拢, 并相互融合成一 个细胞核,这时 称受精卵。
精、卵相遇 顶体反应 顶体酶释放 溶解卵丘细 胞之间物质 穿越放射冠
ห้องสมุดไป่ตู้接触透明带
接触卵黄膜
形成第一 道屏障
产生透明带 反应
（三）.胚胎移植的生理学基础 1.哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一 段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生 理变化是相同的。
为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境
2.哺乳动物的胚胎形成后处于游离状态，在一
定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系。
为胚胎的收集提供了可能
3.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免 疫排斥反应。
原肠胚
幼体（胎儿）
胚胎发育
受精卵 ：最初发育在输卵管进行有丝分裂
：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断 增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。
卵裂期
桑椹胚
囊胚（内含囊胚腔）
：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右， 排列紧密，形似桑椹 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 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔
（二）精子的采集和获能 采 集 方 法 假阴道法: 适用于较大的动物 手握法: 适用于猪和犬等体型较小，易于控制的家畜
电刺 适用于野生或经济动物（刺激腰荐部 激法: 的射精中枢神经)
获 能 方 法
培养法: 精子在获能液中获能(适用于啮齿动物、 家兔和猪等) 化学诱 精子一定浓度的肝素或钙离子载体 导法: （适用于牛、羊等家畜）
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：体积小、细胞核大、核仁明显。 2)功能：具有发育的全能性；可分化为成年动物 体内任何一种组织细胞；体外培养可增殖不分化。 3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发 生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗 传改造。
为胚胎在受体内的存活提供了可能
4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组
织联系，但移入受体的供体胚胎，其遗传特性
在孕育过程中不受任何影响。
胚胎移植成功与否要有两个条件
• （1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体 和受体之间进行。 • （2）进行胚胎移植的供体和受体的生理 状态要相同。
二、胚胎分割 二.胚胎分割
原肠胚（内含原肠腔） 胎儿形成
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。
2、试管动物技术过程： 第一步：体外受精
第二步：胚胎的早期培养 第三步：胚胎移植
（一）卵母细胞的采集和培养 对不同动物,采集卵母细胞的方法不同。 实验动物如小鼠兔， 对于大家畜或大型动物， 如牛 以及家畜猪、羊等 采用的主要方法： 2、从 采用的主要方法：1、 屠宰场已屠宰母畜的卵巢 用促性腺激素处理， 中采集卵母细胞，3、也 使其排出更多的卵子 可以借助超声波(B超)探测 (超数排卵），然后从 仪、内窥镜或腹腔镜等工 具，直接从活体动物的卵 输卵管中冲取卵子 巢中吸取卵母细胞。 直接与获能的精子在 采集的卵母细胞都要在体 外经人工培养成熟，才能 体外受精。 与或能的精子受精
（三）受精
获能的精子
和培养成熟的卵 子，一般情况下
在 获能溶液 或
专用受精溶液
中完成受精过程。 注意：精子和卵子一般要放在培
养液小滴内共同培养一段时间才能 完成受精
二、胚胎的早期培养
精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培 养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育 能力
早期胚胎 培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、 氨基酸、核苷酸、血清等
生理状态 • （3）动物的早期胚胎移植到同种且 与供 体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的 技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎， 常用促性腺 激素对供体进行处理，其目的是获得 更多的 卵母细胞 ，经人工受精后可得到早期胚胎。 用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现 活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞 2分） 膜 对物质的吸收具有选择透过性（ 。 • （4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相 同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚期 阶段的早期胚胎进行胚胎分割 处理，再植入到受体 内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置 于冷冻（或液氮） 条件下。
顶体酶溶解 透明带 穿越透明带 精子注入卵
精子被微绒 毛抱合
精子外膜与卵黄 膜融合
（二）受精阶段
包括精子穿越放射冠 和透明带，进入卵黄膜， 原核形成和配子结合。 1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应 透明带反应(第一道) 2)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用（第二道） 3)原核形成 雄原核和雌原核形成 4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
3.过程：
（一)受精前的准备阶段:
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相 应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂 的中期,才具有与精子受精的能力
发生顶体 反应，
放射冠 （卵丘细胞）
穿越放射冠
透明带
卵黄膜
细胞核
第一极体
穿过透明带
发生透明带反应
1.概念: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、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。 3.特点:后代具有相同的遗传物质.（无性 繁殖或克隆）.
4.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑 椹胚或囊胚.(内细胞团均分）
5.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操 作仪(还有切割刀、切割针）
胚胎工程
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。
•操作对象：早期胚胎和配子
•技术手段：胚胎移植、体外受精、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等 •理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎 发育的规律
精子细胞变形总结
1.细胞核 2.高尔基体 3.中心体
精子头的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘(尾的基部) 原生质滴 (球状,最后脱落)
4.线粒体
5.细胞内其他物质
二、卵子的发生
卵巢、输卵管 1、场所： （卵子的发生是在卵巢完成的）内
2、时期：胚胎性别分化以后 3、过程
胎儿期 卵原细胞 初级卵 母细胞
胚胎移植
（一）概念: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 之继续发育为新个体的技术。 注意：（1）胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎或 者通过体外受精及其它方式得到的胚胎。 （2）胚胎的受体：同种的、生理状态相同的其它 雌性动物。 （3）目的：继续发育为新个体 进行胚胎移植的优势是可充分发挥雌性优 良个体的繁殖潜力。缩短繁殖周期,增加一 生繁殖的后代数量
试管动物与克隆动物的区别
试管动物 生殖方式
有性生殖 试管动物技术
克隆动物
无性生殖 动物细胞核 移植技术
技术手段
遗传规律
遵循
不遵循
• （09海南卷）26.（18分）（选修模块3：现代 生物科技专题） • 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问 题： • （1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子 的顶体，顶体内含有的 顶体酶 能协助精子穿 过卵母细胞的放射冠和透明带。 • （2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成， 此时卵子处于 初级 卵母细胞阶段，当该细胞 中 期时，才具备受 发育至减数第二次分裂 精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体， 则表明 受精 过程已完成。
• • • •
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
胚 胎 干 细 胞 培 养
胚胎干细胞 核移植： 指把胚 胎干细胞核 移植到去核 的卵细胞中， 经过胚激活、 胚胎培养、 胚胎移植后 直接由受体 完成克隆动 物的技术。
生长， 透明带 生成
初情期后
初级卵 次级卵母细胞 合子和两个极体 第一极体 母细胞
有丝分裂
MⅠ
时间：排卵前后
MⅡ 发生时间:受精时 发生地点:输卵管
三、
概念: 指精子和卵子结合形成合子 标志: (即受精卵)的过程。
在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。
实质：
卵核和精核的融合
场所: 受精是在输卵管内完成的。
精
子 注 入 卵 后
变化①
产生卵黄膜 封闭作用
形成第二 道屏障
变化②
尾部脱离核 膜破裂 激活卵子完 成减数第二 次分裂，排 出第二极体
形成雄 原核
变化③
形成雌 原核
发育 移动 接触 合并
形 成 受 精 卵
动物个体发育的大致过程
受精卵
胚胎发育
幼体
性成熟个体
胚后发育
二、胚胎发育的过程： 根据胚胎形态的变化，可将早期发育 的胚胎分为以下几个阶段： 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚