1、胚胎工程的概念胚胎工程的概念 胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物 或或 所进行的所进行的多种显微操作和处理技术，如多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处等技术。经过处理后获得的理后获得的 ，还需要移植到，还需要移植到 动物动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。体内生产后代，以满足人类的各种需求。早期胚胎早期胚胎配子配子雌性雌性胚胎胚胎早期胚胎和配子早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律哺乳动物的受精卵和
2、早期胚胎的发育规律1.1.操作对象：操作对象：2.2.技术手段：技术手段：3.3.理论基础：理论基础：一、精子和卵子的发生一、精子和卵子的发生1 1、精子的发生、精子的发生(3)(3)过程：过程：(1)(1)场所场所:(2)(2)时期时期:睾睾 丸曲细精管丸曲细精管初情期初情期生殖机能衰退生殖机能衰退分三个阶段分三个阶段精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精子精子M第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段M多个精原细胞多个精原细胞染色体复制染色体复制变形变形.精子细胞精子细胞细胞核细胞核高尔基体高尔基体细胞质细胞质细胞膜细胞膜
3、线粒体线粒体中心体中心体尾尾顶体顶体头头线粒体鞘线粒体鞘原生质滴原生质滴精子精子1.1.细胞核细胞核2.2.高尔基体高尔基体3.3.中心体中心体4.4.线粒体线粒体5.5.细胞内其他物质细胞内其他物质精子头的主要部分精子头的主要部分头部的顶体头部的顶体精子的尾精子的尾线粒体鞘线粒体鞘(尾的基部尾的基部)原生质滴原生质滴卵巢卵巢场所：场所：时间：时间：过程：过程：胎儿期性别分化后初情期生殖机能衰退胎儿期性别分化后初情期生殖机能衰退初级卵母细胞初级卵母细胞卵细胞卵细胞两个阶段两个阶段胎儿期胎儿期初情期初情期-生殖机能衰退生殖机能衰退卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞初级卵母细胞这是精子和卵子这是精子和卵
4、子发生上的重要区发生上的重要区别别2 2、卵子的发生、卵子的发生卵巢卵巢排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？卵泡从卵巢中排出？卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞（透明带、卵细胞膜）初级卵母细胞（透明带、卵细胞膜）M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失M排卵前后完成排卵前后完成在受精过程完成在受精过程完成卵巢内卵巢内胎儿时期完成胎儿时期完成合子合子胎儿期胎儿期初情期后初情期后多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制在卵巢或输卵在卵巢或输卵管内管内
5、在输卵管内在输卵管内2 2、排出的卵子是什么时期的细胞？、排出的卵子是什么时期的细胞？1 1、成熟卵子的形成与哪些部位有关？、成熟卵子的形成与哪些部位有关？卵巢和输卵管卵巢和输卵管 MIMI的初级卵母细胞的初级卵母细胞或或MIIMII的次级卵母细胞的次级卵母细胞是是精子精子和和卵子结合卵子结合形成合子形成合子（即受精卵）的过程。（即受精卵）的过程。概念概念：输卵管输卵管 过程：过程：1 1、受精前的准备阶段、受精前的准备阶段 场所：场所：2 2、受精阶段、受精阶段 二、受二、受 精精精子必须在雌性动物的精子必须在雌性动物的生殖生殖道发生相应的生理变化后，道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的
6、生理现象。才获得受精能力的生理现象。精子获能精子获能:卵子的准备：卵子的准备：在输卵管中发育到在输卵管中发育到减数第二减数第二次分裂的中期次分裂的中期，才具有与精，才具有与精子受精的能力。子受精的能力。1 1、受精前的准备阶段、受精前的准备阶段1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带2)精子进入卵细胞（精子进入卵细胞（刺激卵子完刺激卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体成减数第二次分裂，排出第二极体）3)原核形成：原核形成：4)合子形成：合子形成：2 2、受精阶段、受精阶段 穿过放射冠：穿过放射冠：在卵子外在卵子外围集聚有几十个精子，它围集聚有几十个精子，它们首先穿越放射冠。们首先穿越放
7、射冠。顶体反应：顶体反应：精子释放精子释放，溶解放射冠内，溶解放射冠内卵丘细胞卵丘细胞，形，形成精子穿越放射冠的成精子穿越放射冠的。顶体酶顶体酶之间的物质之间的物质通道通道放射冠放射冠卵丘细胞卵丘细胞透明带反应透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障是防止多精子入卵受精的第一道屏障 几个精子同时释放顶体几个精子同时释放顶体酶分解酶分解，但只，但只有一个精子能穿过有一个精子能穿过并接触并接触卵细胞膜卵细胞膜。当第一个精子接触卵细胞膜当第一个精子接触卵细胞膜后，透明带的穿透性就立即后，透明带的穿透性就立即发生生理变化，从而阻止其发生生理变化，从而阻止其他精子穿越透明带，称为他精子穿越透明带，称为
8、 .透明带透明带透明带透明带透明带反应透明带反应透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜当精子与当精子与 接触后，接触后，立即被卵细胞膜表面的立即被卵细胞膜表面的抱合，抱合，和和相互融合，相互融合，精子入卵。此时，卵细胞精子入卵。此时，卵细胞膜立即发生膜立即发生其他精其他精子再进入卵内的生理反应，子再进入卵内的生理反应，称为称为。卵细胞膜反应卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障是防止多精入卵受精的第二道屏障卵细胞膜反应卵细胞膜反应卵细胞膜卵细胞膜微绒毛微绒毛精子外膜精子外膜拒绝拒绝卵细胞膜卵细胞膜透明带透明带卵黄膜卵黄膜放射冠放射冠 精子进入卵子后，尾精子进入卵子后，尾部脱落，原有部脱落，原有破裂，
9、破裂，随后形成新随后形成新，最后，最后形成形成。被激活的卵子完被激活的卵子完成成_ _ ，排出，排出_后后，形成，形成 。原核形成原核形成雌原核雌原核雄原核雄原核核膜核膜核膜核膜雄原核雄原核减数第二次分裂减数第二次分裂第二极体第二极体雌原核雌原核受精的标志：受精的标志：卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体雌、雄原核充雌、雄原核充分发育后，同时向分发育后，同时向细胞中部靠拢细胞中部靠拢,并相并相互融合成一个细胞互融合成一个细胞核核,这时称这时称受精卵受精卵。受精过程结束的标志：受精过程结束的标志：雌、雄原核融合成合子雌、雄原核融合成合子1)精子穿越放射冠和透明带精
10、子穿越放射冠和透明带2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜3)原核形成：原核形成：4)合子形成：合子形成：总结：受精阶段总结：受精阶段注意：三大反应，注意：三大反应，两个标志两个标志卵裂期卵裂期囊胚囊胚原肠胚原肠胚桑椹胚桑椹胚1三、胚胎发育三、胚胎发育受精卵受精卵卵裂期卵裂期（桑椹胚）（桑椹胚）囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在：在透明带内透明带内进行进行有丝分裂有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积略有减少。细胞数量不断增加，但胚胎总体积略有减少。：全能全能细胞，细胞数在细胞，细胞数在3232个左右，个左右，内细胞团：发育成胎儿各组织
11、内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：在输卵管内在输卵管内外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层三、胚胎发育三、胚胎发育 卵裂期的特点：卵裂期的特点：细胞分裂方式为细胞分裂方式为_细胞数目细胞数目_胚胎总体积胚胎总体积 或略有或略有_ 每个细胞体积每个细胞体积_DNADNA总数目总数目_有机物总量有机物总量_有丝分裂有丝分裂增加增加不增加不增加缩小缩小减小减小增加增加减少减少1 1、体外受精、体外受精卵母细胞的采集和培养 小型动物卵子采集：小型动物卵子采集：促性腺激素处理促性腺激素处理 大型动物卵子采集：大型动物卵子采集：刚被屠宰的母畜的卵巢采集刚被
12、屠宰的母畜的卵巢采集 活体动物的卵巢中吸取活体动物的卵巢中吸取 需要体外培养至需要体外培养至MIIMII中期中期精子的收集和获能 收集方法收集方法:假阴道法假阴道法,手握法，电刺激等手握法，电刺激等 获能处理获能处理:培养法（把精子放入获能液中）培养法（把精子放入获能液中）化学诱导法（化学诱导法（肝素肝素或或钙离子载体钙离子载体A23187A23187溶液中）溶液中）试管动物技术试管动物技术 是指通过人工操作是指通过人工操作使使卵子和精子卵子和精子在在体体外外条件下条件下成熟成熟和和受受精精，并通过培养发，并通过培养发育成育成早期胚胎早期胚胎后，后，再经再经移植移植产生后代产生后代的技术。的技
13、术。快速繁殖动物优良品种快速繁殖动物优良品种目的：目的：技术手段：技术手段：体外受精体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植早期胚胎培养、胚胎移植采集良种母牛卵母细胞采集良种母牛卵母细胞采集良种公牛精子采集良种公牛精子卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养精子体外获能精子体外获能体外受精体外受精良种牛体外受精胚胎良种牛体外受精胚胎受体牛受体牛良种犊牛良种犊牛成熟期牛成熟期牛屠宰加工厂屠宰加工厂采集卵巢中卵母细胞采集卵巢中卵母细胞市场市场胚胎移植胚胎移植在获能溶液或专用的受精溶液中）离心的目的离心的目的卵母细胞的培养卵母细胞的培养获取精子、卵子获取精子、卵子卵母细胞培养和精子获能卵母细胞培养和精子获能体外
14、受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养2.早期胚胎培养早期胚胎培养还需要其他什么条件?.无机盐和有机盐类，维生素、激素、氨基酸、核苷酸，还有血清原理：要提供哪些营养物质?无菌无毒环境、温度、酸碱度、气体环境动物细胞培养动物细胞培养试管动物试管动物克隆动物克隆动物生殖方式生殖方式有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖技术手段技术手段体外受精、胚胎体外受精、胚胎移植移植核移植技术、胚核移植技术、胚胎移植胎移植遗传规律遗传规律遵循遵循无无将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎,或者或者通过其他方式通过其他方式得到的胚胎得到的胚胎,移植到移植到同种的、生理状态相同同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内的其
15、他雌性动物的体内,使之发育为新个体使之发育为新个体的技术。的技术。1.1.概念概念:一、胚胎移植一、胚胎移植概念解读概念解读 1 1体内受精（配种或人工授精）、体外受精、体内受精（配种或人工授精）、体外受精、胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。胚胎的来源：胚胎的来源：供体：供体：受体：受体：受体的条件：受体的条件：提供胚胎的提供胚胎的具有优良遗传性状的个体。具有优良遗传性状的个体。接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。同一物种、生理状态相同。同一物种、生理状态相同。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。育胚胎的
16、受体共同繁殖后代的过程。2、胚胎移植的本质、胚胎移植的本质3 3、胚胎移植的现状和意义、胚胎移植的现状和意义1)1)加速育种工作和品种改良；加速育种工作和品种改良；2)2)大量节省购买种畜的费用；大量节省购买种畜的费用；3)3)一胎多产；一胎多产；4)4)保存品种资源和濒危物种；保存品种资源和濒危物种；5)5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期周期,增加一生繁殖的后代数量。增加一生繁殖的后代数量。怎样确保胚胎移植能成功?移动到任何一头动物子宫内都能发育吗移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物发情排卵后同种动物发情排卵后,在一段时间内供体在一段时间
17、内供体受体具受体具有相同的生理环境有相同的生理环境为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎?早期胚胎一段时间内处于游离状态早期胚胎一段时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥供体和受体会不会发生排斥/同种动物之间基本上不排斥同种动物之间基本上不排斥为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响但遗传特性不受受体的影响.4 4、生理学基础、生理学基础选择及同期发情处理选择及同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理配种或人工授精配种或人工授精胚胎收集胚胎收集胚胎检查胚胎检查胚胎保存胚
18、胎保存胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩分娩4、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序遗传性状优遗传性状优秀秀健康有正常繁殖能力健康有正常繁殖能力同种遗传性能优秀同种遗传性能优秀同期发情处理同期发情处理胚胎移植胚胎移植超数排卵超数排卵【归纳总结归纳总结】该过程中两次使用相关激素：该过程中两次使用相关激素：第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。体的超数排卵。该过程中的两次检查：该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。否妊娠进行检查。产下的犊
19、牛的性状和性别取决于：产下的犊牛的性状和性别取决于：性状取决于所用公牛和供体牛性状取决于所用公牛和供体牛冲卵的含义是：冲卵的含义是：从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。采用机械方法将早期胚胎分割成采用机械方法将早期胚胎分割成2 2分分胚胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚,经体内或体外培养经体内或体外培养后植入受体，以得到后植入受体，以得到同卵双胎同卵双胎或或同卵同卵多胎多胎的技术。的技术。可看作是动物无性繁殖或克隆可看作是动物无性繁殖或克隆1.概念概念:2、理论基础、理论基础动物胚胎细胞的全能性。动物胚胎细胞的全能性。二、胚胎分割二、胚胎分割3 3、选择的胚胎：、
20、选择的胚胎：发育良好的发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚形态正常的桑椹胚或囊胚4、分割工具：分割工具：分割针或分割刀分割针或分割刀借助仪器：借助仪器：实体显微镜和实体显微镜和显微操作仪显微操作仪5、具体操作、具体操作用分割针或分割刀片将胚胎切开用分割针或分割刀片将胚胎切开吸出其中的半个胚胎，注入吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中预先准备好的空透明带中或直接将裸半胚移植给受体或直接将裸半胚移植给受体注意事项：注意事项：要将内细胞团均等分割要将内细胞团均等分割.半裸胚直接移植,均等,为什么只能2份.还存在什么问题.性别鉴定2为什么选择滋养层的为什么选择滋养层的细胞来做性别鉴定细胞来做性
21、别鉴定6、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。可能性是有限的。简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由是由早期胚胎早期胚胎或原或原始性腺始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。体积小体积小.细胞核大细胞核大,核仁明显核仁明显2.特点特点:具有发育的全能性具有发育的全能性.可分化为成年可分化为成年动物体内任何一种组织细胞动物体内任何一种组织细胞（1）形态：）形态：（2）功能：）功能：1.概念：概念：（3）
22、在体外培养的条件下，）在体外培养的条件下，ES细胞细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。行冷冻保存，也可以进行遗传改造。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ESES细胞可细胞可以诱导分化形成新的组织以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植细胞的特性，移植ES
23、ES细细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用目前，在动物实验方面，用ESES细胞诱导分化出的某细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。和成骨不良等疑难病症。3.3.主要用途主要用途 （2 2）培育出人造组织器官，用于）培育出人造组织器官，用于器官移植器官移植 随着组织工程技术的发展，通随着组织工程技术的发展，通过过ESES细胞体外诱导分化，还可以细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。官移植后免疫排斥的问题。（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞分化细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。的理想材料。ESES细胞在饲养层细胞上，或在添加细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。化的状态。诱导因子：诱导诱导因子：诱导ES细胞向不同细胞向不同类型的组织细胞分化。类型的组织细胞分化。
