1、胚胎工程的概念胚胎工程的概念操作對象：操作對象：理論基礎：理論基礎：技術手段：技術手段：體外受精、胚胎移植、胚胎分割體外受精、胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細胞培養和胚胎干細胞培養哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發育規律哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發育規律早期胚胎和配子早期胚胎和配子構建知識網絡構建知識網絡胚胎工程胚胎工程體內受精和早期胚胎發育體內受精和早期胚胎發育體外受精和早期胚胎發育體外受精和早期胚胎發育胚胎工程的應用胚胎工程的應用精子發生精子發生卵子發生卵子發生受精受精早期胚胎的發育早期胚胎的發育試管動物技術試管動物技術體外受精體外受精早期胚胎的培養早期胚胎的培養胚胎干細胞培養胚胎干細胞培養胚胎

2、分割胚胎分割胚胎移植胚胎移植1.1.精子的發生精子的發生 (1) (1)場所：睪丸的場所：睪丸的_。(2)(2)時期：時期：_開始，直到生殖機能衰退。開始，直到生殖機能衰退。 (3) (3)過程：過程： 第一階段：精原細胞第一階段：精原細胞 _。 第二階段：初級精母細胞第二階段：初級精母細胞 精子細胞。精子細胞。曲細精管曲細精管初情期初情期 有絲分裂初級精母細胞初級精母細胞 ()減數分裂基礎知識基礎知識一、精子和卵子的發生一、精子和卵子的發生第三階段：精子變形：第三階段：精子變形：細胞核細胞核_的主要部分。的主要部分。高爾基體高爾基體_。中心體中心體_。線粒體線粒體聚集在尾基部形成聚集在尾基部

3、形成_。精子頭精子頭頭部頂體頭部頂體精子尾精子尾線粒體鞘線粒體鞘胎兒期胎兒期2.2.卵子的發生卵子的發生 (1) (1)場所：卵巢。場所：卵巢。(2)(2)時期：時期： 和初情期后。和初情期后。(3)(3)過程過程( (如圖如圖) )：胎兒期胎兒期初情期后初情期后卵原細胞卵原細胞2N2N有絲分裂有絲分裂初級卵母細胞初級卵母細胞2N2N初級卵母細胞生長，初級卵母細胞生長，透明帶形成透明帶形成透明帶透明帶卵黃膜卵黃膜初級卵母細胞初級卵母細胞次級卵母細胞次級卵母細胞N NMIMI+ +第一極體第一極體+ +2N2NMM受精受精合子合子第二極體第二極體精子的精子的形成開始形成開始于于初情期初情期而卵子

4、形而卵子形成開始于成開始于胎兒時期胎兒時期判斷卵子是否受判斷卵子是否受精的重要標志：精的重要標志：在卵黃膜和透明在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀帶的間隙可以觀察到察到兩個極體兩個極體時時, ,說明卵子已經完說明卵子已經完成了受精。成了受精。(4)(4)兩次分裂的時間：減數第一次分裂是在雌性動物兩次分裂的時間：減數第一次分裂是在雌性動物_前后完成的，減數第二次分裂是前后完成的，減數第二次分裂是_中完成的。中完成的。排卵排卵精子和卵子結合的過程精子和卵子結合的過程輸卵管輸卵管3.3.受精受精(1)(1)概念：精子與卵子結合形成合子的過程。概念：精子與卵子結合形成合子的過程。(2)(2)場所：場所：_。

5、 排卵是卵子從卵泡中排出的過程排卵是卵子從卵泡中排出的過程(3)(3)過程：過程：準備階段準備階段精子獲能精子獲能: :卵子的準備卵子的準備: :受精階段受精階段頂體反應頂體反應( (穿越放射冠穿越放射冠) )透明帶反應透明帶反應( (穿越透明帶穿越透明帶) )卵黃膜封閉作用卵黃膜封閉作用( (進入卵黃膜進入卵黃膜) )原核形成原核形成, ,配子結合成受精卵配子結合成受精卵發育到發育到MM中期才有中期才有受精能力受精能力在生殖道內獲能在生殖道內獲能4.4.早期胚胎發育早期胚胎發育受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊囊 胚胚原腸胚原腸胚個體發育的起點個體發育的起點分裂方式分裂方式: :有絲分裂

6、有絲分裂細胞體積細胞體積: :縮小縮小細胞數量細胞數量: :增加增加胚胎總體積胚胎總體積: :不變或略有縮小不變或略有縮小細胞數目細胞數目:32:32個左右個左右細胞性質細胞性質: :細胞未分化細胞未分化, ,屬于全能細胞屬于全能細胞細胞開始分化細胞開始分化, ,出現囊胚腔出現囊胚腔_發育成外胚層和內胚層發育成外胚層和內胚層_發育成胎兒的發育成胎兒的_內細胞團內細胞團滋養層滋養層胎膜和胎盤胎膜和胎盤如圖是胚胎發育過程中某階段示意圖，如圖是胚胎發育過程中某階段示意圖，細胞為胚胎干細胞，未分化，具有發育的全能性。細胞為胚胎干細胞，未分化，具有發育的全能性。可用于胚胎分割。可用于胚胎分割。原腸胚原腸

7、胚出現外、中、內三胚層的分化。出現外、中、內三胚層的分化。（1 1）圖中細胞的特點是什么？）圖中細胞的特點是什么？在胚胎工程中有何應用？在胚胎工程中有何應用？（2 2）圖中所示時期繼續發育將形成什么結構？）圖中所示時期繼續發育將形成什么結構？ 與該時期最大的區別是什么？與該時期最大的區別是什么？精子的形成開始于初情期，而卵子形成開始于胎兒時期。精子的形成開始于初情期，而卵子形成開始于胎兒時期。卵子形成過程中就開始了受精作用，與精子結合的不是成熟卵子形成過程中就開始了受精作用，與精子結合的不是成熟的卵細胞而是卵母細胞。的卵細胞而是卵母細胞。受精作用發生在輸卵管內，胚胎發育在子宮內。受精作用發生在

8、輸卵管內，胚胎發育在子宮內。【注意了注意了】1.1.體外受精體外受精(1)(1)精子、卵子的獲取與培養：精子、卵子的獲取與培養：二、體外受精和早期胚胎培養二、體外受精和早期胚胎培養(2)(2)受精：獲能的精子和培養成熟的卵子可以在受精：獲能的精子和培養成熟的卵子可以在_或或專用的受精溶液中完成受精作用。專用的受精溶液中完成受精作用。2.2.胚胎的早期培養胚胎的早期培養(1)(1)培養液成分：無機鹽、有機鹽、培養液成分：無機鹽、有機鹽、_、_、氨基、氨基酸、核苷酸、酸、核苷酸、_等。等。(2)(2)胚胎處理：當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向胚胎處理：當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向_

9、，或冷凍保存。，或冷凍保存。【注意了注意了】不同動物胚胎移植的時間不一樣，如牛、羊的胚不同動物胚胎移植的時間不一樣，如牛、羊的胚胎要培養到桑椹胚階段或囊胚階段才能進行移植，小鼠和家胎要培養到桑椹胚階段或囊胚階段才能進行移植，小鼠和家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎，即兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在試管胚胎，可在8 81616個細胞階段移植。個細胞階段移植。 獲能溶液獲能溶液維生素維生素激素激素血清血清受體移植受體移植1.1.胚胎移植胚胎移植(1)(1)概念：將雌性動物體內的早期胚胎，或者通過體外受精概念：將雌性動物體內的早期胚胎，或者通過體外

10、受精及其他方式得到的胚胎移植到同種的、及其他方式得到的胚胎移植到同種的、_相同的其相同的其他雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。實質他雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。實質是是_。(2)(2)意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發揮意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發揮_的繁殖潛力。的繁殖潛力。生理狀態生理狀態早期早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移雌性雌性優良個體優良個體三、胚胎工程的應用及前景三、胚胎工程的應用及前景（3 3）生理學基礎：）生理學基礎：胚胎移入的基礎胚胎移入的基礎哺乳動物發情排卵后，同種動物的供、哺乳動

11、物發情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是受體生殖器官的生理變化是_的的胚胎收集的基礎胚胎收集的基礎哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，而是處于而是處于_狀態狀態移入胚胎存活的基移入胚胎存活的基礎礎受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生生_保留遺傳特性的基保留遺傳特性的基礎礎供體胚胎可與受體子宮建立正常的供體胚胎可與受體子宮建立正常的_，但供體胚胎的遺傳特性在孕育，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中過程中_相同相同游離游離免疫排斥反應免疫排斥反應生理和

12、生理和組織聯系組織聯系不受任何影響不受任何影響胚胎移植成功的保障胚胎移植成功的保障對供、受體的選擇和處理對供、受體的選擇和處理_對胚胎的對胚胎的收集、檢查、培養或保存收集、檢查、培養或保存_移植后檢查。移植后檢查。配種或人工授精配種或人工授精胚胎移植胚胎移植(4)(4)基本程序基本程序: :選擇選擇供體母牛供體母牛受體母牛受體母牛 處理處理超數排卵超數排卵供體公牛供體公牛配種配種沖卵沖卵質量檢查、培養質量檢查、培養胚胎移植胚胎移植妊娠檢查妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）分娩（胚胎移植的犢牛）胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序同期發情同期發情沖卵就是沖卵就是將供體內將供體內的胚胎從的胚胎從子宮中

13、沖子宮中沖出出 供體與受體為什么要供體與受體為什么要同期發情處理？同期發情處理？為供體的胚胎移入為供體的胚胎移入受體提供了相同的受體提供了相同的生理環境，提高成生理環境，提高成活率。活率。1.1.胚胎移植的胚胎移植的供體和受體供體和受體必須是必須是同種生物同種生物。2.2.同期發情同期發情處理用的是處理用的是雌性激素雌性激素，超數排卵超數排卵處理用處理用促性腺促性腺激素。激素。3.3.試管動物的性別和性狀試管動物的性別和性狀由由父本、母本決定父本、母本決定，而，而克隆動物克隆動物的性別和性狀的性別和性狀與與核供體核供體相同。相同。【注意了注意了】【訓練訓練】如圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發

14、育過程，如圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發育過程，請據圖分析回答：請據圖分析回答：(1)(1)超數排卵技術的處理措施是對供體母牛注射超數排卵技術的處理措施是對供體母牛注射_；超；超數排卵的母牛發情后，既可以通過配種或人工授精獲得胚胎，數排卵的母牛發情后，既可以通過配種或人工授精獲得胚胎，也可以通過體外受精的方法獲得胚胎。若要通過體外受精獲得也可以通過體外受精的方法獲得胚胎。若要通過體外受精獲得胚胎，則在體外受精前，要對精子進行胚胎，則在體外受精前，要對精子進行_處理。處理。促性腺激素促性腺激素獲能獲能(2)A(2)A到到E E中，牛胚胎移植的適宜時期是中，牛胚胎移植的適宜時期是_。(3)(3

15、)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個體，可對早期胚胎進行體，可對早期胚胎進行_處理，再植入受體內。處理，再植入受體內。胚胎分割胚胎分割D D、E E(3)(3)操作處理時要特別注意什么？操作處理時要特別注意什么？在對囊胚階段的胚胎進行分割時，將內細胞團均等分割在對囊胚階段的胚胎進行分割時，將內細胞團均等分割2.2.胚胎分割胚胎分割(1)(1)概念：采用概念：采用_將早期胚胎切割成將早期胚胎切割成2 2等份、等份、4 4等份或等份或8 8等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。(2)理論基礎：理論基

16、礎： 。(3)(3)操作簡述：將發育良好、形態正常的操作簡述：將發育良好、形態正常的_，借，借助顯微操作儀和實體顯微鏡，用分割針或分割刀將胚胎分割。助顯微操作儀和實體顯微鏡，用分割針或分割刀將胚胎分割。(4)(4)注意事項：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，注意事項：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，_，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。機械方法機械方法桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚將內細胞將內細胞團均等分割團均等分割細胞的全能性。細胞的全能性。(5)(5)意義：加快繁殖速度，是動物意義：加快繁殖速度，是動物 繁殖繁殖的方法之一。的方法之一。無性無性 (1)

17、(1)來源：是由來源：是由_或或_中分離出來的。中分離出來的。(2)(2)特點特點 早期胚胎早期胚胎原始性腺原始性腺形態：體積形態：體積_、細胞核、細胞核_、_明顯明顯; ;功能：具有發育的功能：具有發育的_;_;體外培養：可體外培養：可_而不而不_。小小大大核仁核仁全能性全能性增殖增殖發生分化發生分化3.3.胚胎干細胞（胚胎干細胞（ ESES或或EKEK細胞）細胞）（3 3）分離途徑）分離途徑(3)應用應用治療人類某些頑癥；治療人類某些頑癥；培育培育_；研究體外細胞分化的理想材料。研究體外細胞分化的理想材料。人造組織器官人造組織器官早期胚胎培養早期胚胎培養過程中存在細胞分化，得到早期胚胎；過

18、程中存在細胞分化，得到早期胚胎；而而細胞培養細胞培養過程中沒有細胞分化，得到細胞群。過程中沒有細胞分化，得到細胞群。胚胎的產生胚胎的產生過程一般是過程一般是有性生殖有性生殖，但胚胎分割是，但胚胎分割是無性無性生殖方式。生殖方式。【注意了注意了】【訓練訓練3 3】胚胎干細胞簡稱胚胎干細胞簡稱ESES細胞，從胚胎中提取干細胞細胞，從胚胎中提取干細胞這項技術備受倫理爭議，但重組成體細胞卻不涉及制造或這項技術備受倫理爭議，但重組成體細胞卻不涉及制造或摧毀胚胎，通過細胞培養、誘導可以克隆器官。下圖是克摧毀胚胎，通過細胞培養、誘導可以克隆器官。下圖是克隆器官的技術路線圖，請回答下列有關問題：隆器官的技術路

19、線圖，請回答下列有關問題：(1)(1)哺乳動物的哺乳動物的ESES細胞是從細胞是從_中分離出來的一中分離出來的一類細胞；體外培養能不斷增殖、自我更新，在功能上具有發育類細胞；體外培養能不斷增殖、自我更新，在功能上具有發育的的_性。性。(2)(2)運用運用_技術可以形成圖中的重組細胞，對重組細技術可以形成圖中的重組細胞，對重組細胞的培養，其培養基與植物細胞培養的培養基主要不同點是含胞的培養，其培養基與植物細胞培養的培養基主要不同點是含有有_。早期胚胎或原始性腺早期胚胎或原始性腺全能全能動物血清動物血清核移植核移植(3)(3)利用重組細胞培養出的干細胞，也可以形成特定組織器利用重組細胞培養出的干細胞，也可以形成特定組織器官，這是官，這是_的結果，其根本原因是的結果，其根本原因是