資源簡介

(共28張PPT)
1.什么是動物核移植？有哪兩種類型？哪種更容易？基本原理是什么？克隆動物屬于無性還是有性繁殖？有何優點？
2.動物體細胞核移植的大致過程是怎樣的？什么叫重構胚？去核的方法有哪些？
3.在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？
4.體細胞核移植方法生產的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？為什么？
5.體細胞核移植技術有哪些應用實例？目前還存在哪些問題？
溫故知新
第2章 細胞工程
第3節 胚胎工程
1.胚胎形成經過了哪些過程？
2.受精和早期胚胎發育的基本過程是怎樣的？
本節聚焦：
一 胚胎工程的理論基礎
從社會中來
牛的生育率很低。一頭母牛每年只能產一胎，每胎生一個牛仔,每胎產2個牛仔的情況比較少見，一頭母牛一生大約生育四五次。
我國奶牛單產水平低。高產奶牛的引進價格昂貴
我國奶業現狀分析
討論:你有什么方案可以實現荷斯坦奶牛的快速大量繁殖呢？
①核移植技術進行克隆
②胚胎工程
胚胎工程
00
胚胎工程
體外受精、胚胎移植和胚胎分割等；
生殖細胞（ 和 ）、受精卵或早期胚胎細胞；
生產后代，滿足人類各種需求；
操作對象
操作目的
技術種類
指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
精子
卵細胞
胚胎工程的理論基礎和工程實質是什么？
思考
理論基礎： ；
工程實質： ；
哺乳動物“受精”和“胚胎早期發育”的規律
在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發育條件進行模擬操作
胚胎工程的理論基礎·受精
01
1.概念：受精是 和 結合形成 (即 )的過程；
2.場所： 內；
3.過程：包括 和 ；
精子
卵子
合子
輸卵管
受精前的準備階段
受精階段
受精卵
胚胎工程的理論基礎·受精
01
1951年·張明覺
準備階段1：精子獲能
概念：
剛剛排出的精子 立即與卵子受精，必須在
發生相應的生理變化后，
才能獲得 ，這一現象稱為“精子獲能”。
不能
雌性動物的生殖道
受精能力
研究精子獲能機制的意義：
實現了各種哺乳動物精子在體外條件下的獲能，為 的建立奠定了重要基礎。
體外受精技術
方法：
① 。
② 。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
細胞核
頂體
(含有多種酶)
中部：
線粒體鞘
尾部
精子模式圖
注意：
①精子獲能實質是指 ，而不是獲得 。
②精子獲能的場所： 。
直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能
精子獲得受精的能力
能量
雌性動物的生殖道
將精子培養在人工配制的獲能液中使其獲能
→獲能液常見有效成分：肝素、Ca2+載體等。
準備階段1：精子獲能
胚胎工程的理論基礎·受精
01
準備階段2：卵子的準備
卵子在卵巢中形成
卵原細胞
減數第一次分裂
排卵
卵子一般在排出 后才能被精子穿入。
動物排出的卵子成熟程度 ：
有的可能是 ，
如馬、犬等；
有的可能是 ，
如豬、羊等；
初級卵母細胞
次級卵母細胞
2-3h
不同
注：剛排出的卵子尚未發育成熟，不具備受精能力。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
準備階段2：卵子的準備
卵子成熟的場所：排出的卵子都要在 進一步成熟；
卵子具備與精子受精能力的時期： ；
透明帶
卵細胞膜
核
第一極體
【具備受精能力的卵子結構】
輸卵管內
MⅡ期
透明帶是包裹在卵母細胞和早期胚胎外的一層非細胞結構，主要起保護作用。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
獲能的精子
成熟的卵子
①精子穿越卵細胞膜外的
結構（如透明帶等）
精子釋放出多種酶，
以溶解卵細胞膜外的一些結構(如透明帶)，同時借助自身的運動接觸卵細胞膜。
注：這不是防止多精入卵的機制。
精子是如何穿越透明帶的？
思考
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
②精子入卵
②精子接觸卵細胞膜，
然后精子入卵；
精子接觸卵細胞膜后，
會發生什么變化？為什么？
思考
在精子觸及卵細胞膜的瞬間，
卵細胞膜外的透明帶會迅速發生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶。
→透明帶反應：
這是防止多精入卵的第一道屏障。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
②精子入卵
②精子接觸卵細胞膜，
然后精子入卵；
精子入卵后，
又會發生什么變化？為什么？
思考
精子入卵后，
卵細胞膜也會立即發生生理反應，
拒絕其他精子再進入卵內。
→卵細胞膜反應：
這是防止多精入卵的第二道屏障。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
③精子入卵后形成雄原核；
同時卵子完成減數分裂Ⅱ，
釋放第二極體后，形成雌原核；
雄原核
雌原核
放出第二極體
第一極體
①精卵接觸
②精子入卵
③原核形成
雄原核是如何形成的？
有什么特點？
思考
形成：精子入卵后，尾部脫離，
原有的核膜破裂并形成
一個新的核膜，形成雄原核；
特點：比原來精子的核大；
注：精子入卵后，卵子才完成減數分裂II。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
②精子入卵
③原核形成
哺乳動物卵細胞
的形成過程示意圖
形成卵細胞的過程中，理論上應該形成多少個第二極體？
擴展
三個
擴展：多數哺乳動物的第一極體不會進行減數分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
②精子入卵
③原核形成
④合子形成
④雌、雄原核靠近，形成合子；
▲受精的標志: ；▲完成的標志: ；
▲受精的實質: .
；
觀察到兩個極體或雌、雄原核
→第二極體
→第一極體
雄原核
雌原核
⑤核膜消失，第一次卵裂即將開始；
雌、雄原核的融合
精子細胞核與卵子細胞核的融合，
使受精卵的染色體數目恢復到體細胞的數目。
胚胎工程的理論基礎·受精
01
受精階段：
①精卵接觸
②精子入卵
③原核形成
④合子形成
精子與卵子結合，需要依靠細胞膜的結構特點是？
思考
細胞膜具有流動性。
精子與卵子結合，體現了細胞膜具有什么功能？
思考
進行細胞間的信息流動。
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
受精卵
卵裂
桑葚胚
囊胚
原腸胚
擴展
胎兒
發育
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
胚胎早期發育：
①受精卵
②桑葚胚
③囊胚
①受精卵
②桑葚胚
卵裂
概念：胚胎發育早期，
有一段時間是在 內進行分裂，
細胞數量 ，但胚胎總體積 ，
這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。
分裂方式： 。
透明帶
不斷增加
并不增加
有絲分裂
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
胚胎早期發育：
①受精卵
②桑葚胚
③囊胚
【核心歸納】
受精卵早期分裂時，胚胎中細胞或物質的變化規律：
項目 變化
細胞數目
每個細胞體積
DNA總量
每個細胞內的DNA總量
有機物總量
物質種類
增多
減少
增多
不變
減少
增多
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
胚胎早期發育：
①受精卵
②桑葚胚
③囊胚
概念：
當卵裂產生的子細胞逐漸形成
致密的 ，形似桑葚時，
這時的胚胎稱為桑葚胚。
特點：
這一階段及之前的每一個細胞
都具有發育成完整胚胎的潛能，
屬于 。
細胞團
胚胎干細胞
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
胚胎早期發育：
①受精卵
②桑葚胚
③囊胚
概念：
①胚胎進一步發育，細胞逐漸 。
②聚集在胚胎一端的細胞形成 ，
將來發育成 。
③沿透明帶內壁擴展和排列是 ，
將來發育成 。
④胚胎的內部出現了含有液體的腔——
。這個時期的胚胎叫作囊胚。
分化
內細胞團
胎兒的各種組織
滋養層細胞
胎膜和胎盤
囊胚腔
胚胎工程的理論基礎·胚胎早期發育
02
胚胎早期發育：
①受精卵
②桑葚胚
③囊胚
特點：
內細胞團的細胞具有發育成完整胚胎的潛能，屬于 。
胚胎干細胞
囊胚進一步擴大，會導致透明帶破裂，
胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。
注：孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續發育。
擴展：原腸胚
02
概念：囊胚 后，將發育形成原腸胚；
結構：
：表面的細胞層
：向內遷移的細胞
：內外兩個胚層之間
逐漸分化形成各種組織、器官等
外胚層
內胚層
中胚層
注：原腸胚不屬于早期胚胎。
孵化
原腸胚
補充：胚胎發育的場所
02
受精卵。
胚胎發育的起點是什么？
胚胎發育的場所在哪？
思考
輸卵管和子宮。
不同動物受精卵發育的比較
思考·討論
不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題
幾種動物受精卵發育及其進入子宮的時間
動物 種類 受精卵發育的時間/h 進入子宮時受精卵的發育天數和發育階段 2細胞 4細胞 8細胞 16細胞 桑葚胚 時間/天 發育階段
小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3 桑葚胚
綿羊 36～38 42 48 67～72 96 3～4 16細胞
豬 21～51 51～66 66～72 90～110 110～114 2～2.5 4～6細胞
馬 24 30～36 50～60 72 98～106 6 囊胚
牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5 8～16細胞
注：馬牛為排卵后時間，其他動物為交配后時間。
小結
受精
精子獲能
受精前的準備
卵子準備
MⅡ期具備受精能力
雌性動物的生殖道或培養在獲能液(肝素或Ca2+載體)中
精子穿過卵細胞膜外結構
精子接觸卵細胞膜
精子入卵稱為雄原核；卵子釋放第二極體，形成雌原核
雌雄原核靠近
核膜消失
桑葚胚
受精卵
每個細胞能發育成組成個體的任何細胞類型及胚外組織
囊胚
原腸胚
卵裂
孵化
內細胞團
滋養層
組成個體的各種組織細胞
胎盤、胎膜等胚外組織細胞
外胚層內胚層中胚層
不同動物受精卵發育的比較
思考·討論
1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發育程度最高？
提示： 的胚胎進入子宮時，發育程度最高，它處于 階段。
2.將體外培養的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應選擇至少發育到什么階段的？如果換成牛又該怎樣處理？
提示：小鼠應選擇至少發育到 階段的胚胎進行移植；
在自然情況下，牛胚胎最早可在 階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發育率和妊娠率，在實踐中通常發育到 階段的胚胎進行移植；
3.為什么說關于動物的體內受精和胚胎發育的而研究，會為胚胎工程提供理論基礎？
提示：人們正是在認識自然受精和早期胚胎發育的規律的基礎上，在體外進行有效的模擬，才使 能在體外完成獲能， 能在體外成熟，獲能的精子和培養成熟的卵子能在試管中完成 ，獲得的 能在人工培養條件下繼續發育等.
馬
囊胚
桑葚胚
8-16細胞
囊胚
精子
卵母細胞
受精
受精卵
不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間有明顯的差異。請分析下表，討論相關問題
練習與應用·書本P59
1.判斷下列有關哺乳動物的表述是否正確。
⑴在自然條件下，受精在子宮中完成。（ ）
⑵精子需要獲能才能與卵子結合，而卵子一經排出就具備受精能力。（ ）
⑶精子入卵后，卵細胞膜會發生反應阻止其他精子入卵。（ ）
2.下列有關哺乳動物早期胚胎發育的敘述，錯誤的是（ ）
A.在桑葚胚階段，胚胎的內部開始出現含有液體的腔
B.胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可以從早期胚胎中分離獲得
C.桑葚胚的細胞一般都具有全能性，囊胚的細胞逐漸分化
D.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加
×
√
×
A
輸卵管
在輸卵管中成熟
囊胚-囊胚腔，×；

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