2021
第3节 胚胎工程
胚胎工程的迅速发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望,正在成为现实。
1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生
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
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。
体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作对象:
技术手段:
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
胚胎工程:
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。
一、胚胎工程的理论基础
受精
讨论:
每个生命的诞生,都始于一颗精子和一颗卵子的相遇。精卵结合的过程是什么?
第二极体
受精作用
精子和卵子相互识别,融合成合子(受精卵)的过程。
细胞膜的功能
进行细胞间信息交流
细胞膜具有
一定的流动性
次级精母细胞
精细胞
精原细胞
初级精母细胞
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
卵细胞
精子
精子
卵子
包括准备阶段和受精阶段
精子在雌性生殖道发生相应生理变化后,获得受精的能力。
张明觉,美籍华人,生殖生物学家、育种学家和避孕药的创始人
准备阶段1---精子获能:
使精子获能的方法有直接利用雌性动物生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
获能液的成分因动物种类不同而有差异,常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。
③精子头出现
④细胞质浓缩
①顶体的发生
细胞核
高尔基体
细胞质
线粒体
②尾的发育
发育中的顶体
中心体演变成尾
⑤精子形成
顶体
头
原生质滴
线粒体鞘
尾
精子的变形过程
(1)外形似蝌蚪,分头、颈、尾三大部分。
(2)不同种动物精子的形态相似,大小略有不同,与动物的
体形大小无关。
发育到减数第二分裂中期( MⅡ中期)才具有受精能力
准备阶段2---卵子的准备:
输卵管
卵巢
子宫
雌性动物生殖道
受精前的准备
精子获能
精子发生的使之具有受精能力的生理变化
卵子的准备
卵巢排出的卵子发育到MⅡ中期
受精的场所
3亿精子进入输卵管
精子和卵子相遇
精子进入卵子
卵子经过输卵管
受精阶段
受精
精子穿越透明带
精子接触卵细胞膜
透明带反应
透明带发生的阻止精子进入的生理反应
精子进入
卵细胞
卵细胞膜反应
卵细胞膜发生的阻止精子进入的生理反应
防止多精入卵
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
精子释放蛋白酶溶解膜外结构
受精
雌、雌原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失卵裂开始
雄原核
精子脱尾,核膜重构
雌原核
卵子完成减数分裂释放第二极体
∨
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
受精的标志 :透明带和卵细胞膜之间有两个极体
精子穿越透明带
精子接触卵细胞膜
精子进入
卵细胞
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
雌、雌原核形成
雌、雄原核靠近
核膜消失卵裂开始
雄原核
第一极体
雌原核
第二极体
受精
①精子穿越透明带
②精子进入卵细胞膜
③雌雄原核形成
④雌雄原核融合形成受精卵
透明带反应(第一道屏障)
卵细胞膜反应(第二道屏障)
↓
↓
卵细胞膜和透明到之间观察到两个极体
受精作用—过程
↓
胚胎的早期发育
卵裂
分裂方式
有丝分裂
细胞数量增加,胚胎体积不变或略有减小
每个细胞体积变小
每个细胞均具有全能性
特点
卵裂期
---桑椹胚
细胞数目达到32个,排列紧密,形似桑椹
每个细胞具有全能性,属于全能性细胞。
内细胞团
囊胚期
滋养层
①细胞开始出现分化
②滋养层将来发育成胎盘和胎膜
③内细胞团(ICM )将来发育成胎儿
的各种组织。
内细胞团的细胞具有发育的全能性
④囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做孵化。
---囊胚
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
囊胚孵化后,内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,出现由内胚层包围的空腔叫做原肠腔。
---原肠胚
由原肠胚的三个胚层进一步发育为不同的组织、器官、系统
透明带
内细胞团
囊胚腔
滋养层
孵化
囊胚从透明带中伸展出来
大规模分化
原肠胚
外胚层
内胚层
原肠腔
滋养层
---原肠胚
囊胚腔
原肠腔
中胚层
内胚层
外胚层
不同动物受精卵进入子宫的时间
将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠体内,至少应发育到什么阶段的胚胎?若为马呢?
囊胚
桑葚胚
输卵管
子宫
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}动物
种类
进入子宫时受精卵的发育天数和发育阶段
天
发育阶段
小鼠
3
桑葚胚
绵羊
3~4
16细胞
猪
2~2.5
4~6细胞
马
6
囊胚
牛
4~5
8~16
思考·讨论
课堂总结
受精
早期胚胎发育
受精前的准备
精子和卵子的结构
受精的过程
精子穿越透明带
囊胚
原肠胚
精子进入细胞膜
雌雄原核的形成
核膜重构成受精卵
卵裂
桑葚胚
胚胎工程的理论基础