胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù) 如胚胎移植 體外受精 胚胎分割 胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù) 胚胎工程 一 精子和卵子的發(fā)生 一 精子的發(fā)生 1 場所 2 時期 睪丸 初情期 生殖機(jī)能衰退 分三個階段 3 過程 精子形成過程歸納 精原細(xì)胞 初級精母細(xì)胞 次級精母細(xì)胞 精子細(xì)胞 精子 M 分裂 M 分裂 染色體復(fù)制 變形 第一階段 第二階段 第三階段 精子細(xì)胞 精子 精子細(xì)胞變形總結(jié) 1 細(xì)胞核2 高爾基體3 中心體4 線粒體5 細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì) 精子頭的主要部分 頭部的頂體 精子的尾 線粒體鞘膜 尾的基部 原生質(zhì)滴 球狀 最后脫落 二 卵細(xì)胞的形成過程 1 場所 卵巢 胎兒期 透明帶 卵黃膜 卵原細(xì)胞 初級卵母細(xì)胞 初級卵母細(xì)胞 次級卵母細(xì)胞 極體 第二極體 MI 第一極體 M 合子 兩個極體 受精 初情期后 2 過程 卵子發(fā)生過程歸納 卵原細(xì)胞 有絲分裂 初級卵母細(xì)胞 初級卵母細(xì)胞 胎兒時期 生長 形成透明帶 次級卵母細(xì)胞 第一極體 M M 卵子 第二極體 退化消失 受精 馬 犬 綿羊 豬 牛 排卵 合子 卵子結(jié)構(gòu)圖 1 概念 指精子和卵子結(jié)合形成合子 即受精卵 的過程 2 標(biāo)志 在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時 3 場所 受精是在輸卵管內(nèi)完成的 二 受精 4 過程 受精前的準(zhǔn)備階段 受精階段 準(zhǔn)備階段1 精子獲能 準(zhǔn)備階段2 卵子的準(zhǔn)備 受精階段 1 精子穿越放射冠和透明帶頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障2 精子進(jìn)入卵黃膜卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障3 原核形成 雄原核形成和雌原核形成4 配子結(jié)合 雌雄原核融合形成合子 受精卵 精子進(jìn)入卵后 變化 變化 變化 產(chǎn)生卵黃膜封閉作用 形成第二道屏障 尾部脫離核膜破裂 形成雄原核 形成雌原核 激活卵子完成減數(shù)第二次分裂 排出第二極體 發(fā)育移動接觸合并 形成受精卵 三胚胎發(fā)育 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 內(nèi)含囊胚腔 原腸胚 內(nèi)含原腸腔 胎兒形成 在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂 細(xì)胞數(shù)量不斷增加 但胚胎總體積并不增加 或略有減少 由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成 細(xì)胞數(shù)在32個左右 排列緊密 形似桑椹 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 發(fā)育成胎兒各組織 滋養(yǎng)層細(xì)胞 發(fā)育成胎膜和胎盤 最初發(fā)育在輸卵管進(jìn)行有絲分裂 滋養(yǎng)層外胚層中胚層內(nèi)胚層原腸腔 四 試管動物技術(shù) 1 概念 通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精 并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后 再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù) 2 過程 移植 卵子 受精卵 早期胚胎 子宮 精子 個體 1 卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 1 如何使雌性動物排出更多的卵子 促性腺激素處理 從輸卵管中沖取卵子 又叫 沖卵 2 對實驗動物小鼠 兔和小家畜如豬 羊動物如何采集卵子 不能 需體外培養(yǎng)至MII中期 4 采集的卵子是否馬上可以受精 3 對于大家畜或大型動物如何采集卵子 從屠宰場剛屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢 再從卵巢中采集卵母細(xì)胞 利用超聲波探測儀 內(nèi)窺鏡或腹腔鏡 從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞 2 精子的收集和獲能 1 收集的方法 假陰道法 手握法 電刺激等2 獲能處理 培養(yǎng)法 嚙齒動物 家兔和豬化學(xué)法 牛 羊 3 受精 獲能的精子 成熟的卵子 MII 獲能液 受精卵 或受精液 發(fā)育培養(yǎng)液 胚胎 3 胚胎早期培養(yǎng) 培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時 可將其取出向受體移植或冷凍保存 不同動物胚胎移植時間不同 桑椹胚或囊胚階段 8個或16細(xì)胞胚階段 8 16個細(xì)胞胚階段 牛 羊 小鼠 家兔 試管嬰兒 五 胚胎移植 1 概念 將雌性動物的早期胚胎 或者通過其他方式得到的胚胎 移植到同種的 生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi) 使之發(fā)育為新個體的技術(shù) 供體 提供胚胎的個體 受體 接受胚胎的個體 2 胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 1 供體和受體相同的生理環(huán)境2 早期胚胎處于游離狀態(tài) 為胚胎的收集提供了可能3 受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥4 胚胎與受體建立正常的聯(lián)系 但遺傳物質(zhì)沒有改變 3 胚胎移植的基本程序 供體母牛 受體母牛 同期發(fā)情處理 超數(shù)排卵 供體公牛 配種 沖卵 質(zhì)量檢查 培養(yǎng) 胚胎移植 妊娠檢查 分娩 胚胎移植的犢牛 4 胚胎移植成功與否要有兩個條件 1 胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行 2 進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同 六 胚胎分割 1 概念 2 特點(diǎn) 采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù) 后代具有相同的遺傳物質(zhì) 屬無性生殖 3 選擇的胚胎 哺乳動物受精卵的發(fā)育 桑椹胚 8細(xì)胞 4細(xì)胞 2細(xì)胞 3 選擇的胚胎 發(fā)育良好的 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 3 選擇的胚胎 4 使用的主要儀器 發(fā)育良好的 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 3 選擇的胚胎 4 使用的主要儀器 發(fā)育良好的 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 實體顯微鏡和顯微操作儀 牛胚胎性別鑒定和分割示意圖 七 胚胎干細(xì)胞 1 概念 簡稱ES或EK細(xì)胞 是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞 2 特點(diǎn) 1 形態(tài) 體積小 細(xì)胞核大 核仁明顯 2 功能 具有發(fā)育的全能性 可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞 體外培養(yǎng)可增殖不分化 全能細(xì)胞桑椹胚及以前 能發(fā)育成完整個體 多能干細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞 原始性腺細(xì)胞分離出來 能分化出動物體內(nèi)的任何組織 專能干細(xì)胞 成體干細(xì)胞 如骨髓干細(xì)胞 皮膚生發(fā)層細(xì)胞等 能分化出特定的組織 1 分清兩個標(biāo)志 受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志 1 受精標(biāo)志 在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體 2 受精完成的標(biāo)志 雌 雄原核的融合 易難點(diǎn)分析 2 卵子和精子能夠受精的前提條件比較 1 成熟的精子并不代表具有受精能力 必須獲能后方才具備受精能力 2 動物排出的卵子并未成熟且成熟程度因動物種類不同而異 但只有達(dá)到減 中期時 才具備與精子受精的能力 3 胚胎分割 胚胎移植易混淆的問題 1 材料選擇 發(fā)育良好 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 2 囊胚期分割要求 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育 4 從細(xì)胞識別和生理上來分析兩個保障 1 同種生物精卵結(jié)合的保障卵細(xì)胞透明帶上存在精子的特異性識別的受體 只允許同種生物的精子與卵細(xì)胞結(jié)合 2 防止多精入卵的保障 透明帶反應(yīng) 卵黃膜封閉作用 5 胚胎發(fā)育誤區(qū)誤區(qū)一受精卵進(jìn)行細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化 形成桑椹胚 糾正 受精卵進(jìn)行細(xì)胞分裂 形成桑椹胚 原因 細(xì)胞分化開始于囊胚 桑椹胚的形成沒有經(jīng)過細(xì)胞分化 誤區(qū)二囊胚細(xì)胞開始分化 組成囊胚的細(xì)胞沒有全能性 糾正 囊胚細(xì)胞開始分化 但囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性 原因 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織 具有全能性 誤區(qū)