(共22张PPT)
第3节 胚胎工程
一 胚胎工程的理论基础
从社会中来
良种荷斯坦奶牛
我国对奶类的总需求量很大,但与奶业发达的国家相比,我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一,而引进一头成年奶牛往往需要数万元,高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的优良奶牛快速、大量繁殖呢?遗憾的是,牛的生育率很低,一头母牛一胎一般只产一头犊牛,一生约生育四五次。如何解决这个难题呢?
可以通过体外受精、胚胎分割等技术获得多个良种奶牛的胚胎,然后移植给代孕母牛生下后代。
胚胎工程
胚胎工程是指对生殖细胞、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。
1.操作对象:动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞
2.技术种类:体外受精、胚胎移植、胚胎分割
3.工程实质: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。
4.理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
著名妇产科专家张丽珠教授与中国首例试管婴儿
实例
首例试管婴儿
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
(一)概念:
一、受精
受精是_____和_____结合形成_____的过程
精子
卵子
合子
(二)场所:
输卵管内
(三)过程:
1.准备阶段1—精子获能
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须在_________________发生_______________后,才能获得受精能力,这一生理现象称为“精子获能”
雌性动物的生殖道
相应的生理变化
实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能,为_____________的建立奠定了基础
体外受精技术
(2)研究精子获能机制的意义:
(1)概念:
头
颈
线粒体鞘
尾
成熟精子结构和几种主要家畜的精子示意图
透明带
卵细胞膜
核
第一极体
具备受精能力的卵子结构
2.准备阶段2—卵子的准备
(1)卵子一般在排出______后才能被精子穿入
(2)动物排出的卵子成熟程度不同:
有的可能是____________,如马、犬等;
有的可能是____________,如猪、羊等;
(3)卵子成熟的场所:
排出的卵子都要在________进一步成熟
(4)卵子具备与精子受精能力的时期:
2-3h
初级卵母细胞
次级卵母细胞
输卵管内
MⅡ
3.受精阶段:
精子穿越卵细胞膜外的结构,如透明带
顶体释放出多种酶,以溶解这些结构
精子接触卵细胞膜
透明带反应
精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ,释放第二极体,形成雌原核
精子入卵
卵细胞膜反应
精子触及卵细胞膜的瞬间,透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带
精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内
防止多精入卵的两个屏障
精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还大的核,叫做雄原核。
雄原核
雌原核
放出第二极体
第一极体
雌、雄原核靠近
核膜消失,形成受精卵。
第一次卵裂即将开始
受精的标志:
观察到两个极体或雌、雄原核。
受精完成的标志:
雌雄原核形成合子
雌雄原核充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后,受精卵的发育也就开始了。
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成两个第二极体,观察到的两个极体为一个第一极体一个第二极体;
二、胚胎早期发育
(一)场所:
输卵管和子宫
原肠胚
受精卵
2024/1/16
卵裂
桑椹胚
囊胚
原肠胚
(二)过程:
1.卵裂
(1)概念:
胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂
(2)场所:
透明带内
(3)分裂方式:
有丝分裂
(4)特点:
细胞数量-------------,胚胎总体积________
每个细胞体积________
DNA总数目_______
每个细胞的核DNA数目_____
有机物总量_____,有机物种类_____
不断增加
并不增加
不断减小
不断增加
不变
减少
增加
2.桑葚胚
(1)概念:
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。
(2)特点:
这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。
3.囊胚
(1)概念:
胚胎进一步发育,细胞开始出现____,形成________、______;随着胚胎进一步发育,胚胎内部出现了含有____的囊腔—______,这个时期的胚胎叫做囊胚;
分化
内细胞团
滋养层
液体
囊胚腔
(2)特点:
细胞开始出现分化
(3)结构
内细胞团
囊胚腔
滋养层
内细胞团:
滋养层:
囊胚腔:
将来发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列,
将来发育成胎膜和胎盘
(4)孵化:
囊胚进一步扩大,会导致_______破裂,胚胎从_______中________,这一过程叫做孵化
透明带
伸展出来
透明带
①概念:
②意义:
孵化非常重要,如果不能正常孵化,胚胎就无法继续发育
4.原肠胚
结构
外胚层:
内胚层:
中胚层:
表面的细胞层
向内迁移的细胞
内外两个胚层之间
逐渐分化形成各种组织、器官等
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