1、胚胎工程胚胎工程v操作对象：操作对象：v技术手段：技术手段：v理论基础：理论基础：胚胎工程胚胎工程早期胚胎或配子早期胚胎或配子胚胎移植、体外受精、胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胚胎分割、胚胎干细胞培养哺乳动物的受精卵和早期胚胎哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律的发育规律1 1、精子的发生、精子的发生(1)(1)场所场所:精子的发生是在精子的发生是在 内的内的 中完中完成的。成的。(2)(2)时期时期:(:(雄性动物雄性动物)从从 到到 。一、精子和卵细胞的发生一、精子和卵细胞的发生哺乳动物睾丸示意图哺乳动物睾丸示意图 睾丸睾丸初情期初情期曲细精管曲细精管生殖机能衰退生殖机能衰
2、退染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞多个精原细胞多个精原细胞精精子子发发生生的的过过程程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有丝分裂有丝分裂MM精子细胞精子细胞次级精母细胞次级精母细胞MM变形变形精子精子线粒体线粒体高尔基体高尔基体A A、顶体的发生、顶体的发生发育中的顶体发育中的顶体发育中的尾发育中的尾（中心体）（中心体）B B、尾的的发育、尾的的发育C C、精子头的出现、精子头的出现D D、细胞质浓缩、细胞质浓缩E E、精子的形成、精子的形成原生质滴原生质滴尾尾线粒体鞘线粒体鞘顶体顶体精子细胞变形成精子精子细胞变形成精子 1.1.细胞核细胞核2.2.高
3、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部精子的尾部线粒体鞘线粒体鞘 原生质滴原生质滴精子细胞变形总结精子细胞变形总结第阶段：精子细胞变形成精子第阶段：精子细胞变形成精子2 2、卵子的发生、卵子的发生(1)(1)场所场所:卵子的发生是卵子的发生是在在 内中完成的。内中完成的。(2)(2)时期时期:（动物胚胎）（动物胚胎）在在 以后，即以后，即 。由卵原细胞。由卵原细胞通过不断通过不断 增增加其数量，并进一步演加其数量，并进一步演变成变成 。卵巢卵巢性别分化性别分化胎儿期胎儿期有丝分裂有
4、丝分裂初级卵母细胞初级卵母细胞卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞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3 3、卵子发生过程、卵子发生过程M（放射冠）（放射冠）卵子的卵子的MM是在是在_的的过程完成。过程完成。精子和卵子结合精子和卵子结合 刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成完成减数第一次分裂减数第一次分裂，需要在，需要在_内进一步成熟。内进一步成熟。输卵管输卵管判断卵子是否受精的重要标志是什么？判断卵子是否受精的重要标志是什么？透
5、明带透明带卵黄膜卵黄膜 在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观的间隙可以观察到察到两个极体两个极体时。时。精子与卵子的发生比较精子与卵子的发生比较场场 所所时间时间过程特点过程特点子细胞数目子细胞数目精精子子卵卵子子MM和和MM是是连连续续的，需变形，的，需变形，细胞质均等分细胞质均等分裂裂M和和M是是不不连续连续的，的，细胞质不均等细胞质不均等分割分割4个精细胞个精细胞睾丸睾丸的曲的曲细精细精管管从从初初情期情期开始开始卵卵巢巢性别性别分化分化以后以后1个卵细胞个卵细胞+3个个第二极体第二极体精子和卵子在发生上的重要区别是精子和卵子在发生上的重要区别是_哺乳动物卵泡的形成和哺乳动物卵泡
6、的形成和在卵巢内的储备是在出生前（即胎儿时期）完成的在卵巢内的储备是在出生前（即胎儿时期）完成的1.概念概念:指指精子和卵子精子和卵子结合形成合子结合形成合子(即受精即受精卵卵)的过程。的过程。2.标志标志:在在卵黄膜和透明带卵黄膜和透明带的间隙可以观察到的间隙可以观察到两个极体两个极体时。时。场所场所:输卵管输卵管三、三、受精受精3 3、过程、过程受精前的受精前的准备阶段准备阶段受精阶段受精阶段精子获能精子获能卵子的准备卵子的准备准备阶段准备阶段1：精子获能精子获能即精子必须在即精子必须在雌性动物生殖道内雌性动物生殖道内发发生相应生理变化后，才能获得受精能力生相应生理变化后，才能获得受精能力
7、的现象。的现象。准备阶段准备阶段2：卵子的准备卵子的准备即卵子在即卵子在输卵管内输卵管内达到达到减数第二分减数第二分裂中期（裂中期（M）时，才具备受精能力。时，才具备受精能力。受精阶段受精阶段:1)精子穿越放射冠和透明带精子穿越放射冠和透明带顶体反应顶体反应：使顶体内的酶释放出来并溶解使顶体内的酶释放出来并溶解放放射冠射冠内的卵丘细胞之间的物质。内的卵丘细胞之间的物质。透明带反应透明带反应是防止多精入卵受精的是防止多精入卵受精的第一道屏障第一道屏障受精阶段受精阶段:2)2)精子进入卵黄膜精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用是防止多精是防止多精 入卵受精的入卵受精的第二道屏障第二道屏障3
8、)3)原核形成：原核形成：雄原核形成和雌原核形成雄原核形成和雌原核形成4)4)配子结合：配子结合：雌雄原核雌雄原核融合融合形成合子形成合子(受精受精卵卵)受精完成标志受精完成标志1 1、成熟的精子无受精能力，需要在、成熟的精子无受精能力，需要在输卵管输卵管内内 获能获能后方能受精。后方能受精。2 2、动物排出的卵子并未成熟，只有达到、动物排出的卵子并未成熟，只有达到减数减数 第二次分裂中期第二次分裂中期时，才具备受精能力。时，才具备受精能力。3 3、受精卵的遗传物质中，、受精卵的遗传物质中，核核遗传物质遗传物质一半一半 来自精子，一半来自卵子，来自精子，一半来自卵子，质质遗传物质遗传物质几几
9、乎全来自卵子。乎全来自卵子。受精作用的受精作用的意义意义v维持每种生物维持每种生物前后代前后代体细胞中体细胞中染染色体数目的恒定色体数目的恒定 ；对于生物的遗；对于生物的遗传和变异十分重要。传和变异十分重要。受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚胎儿形成胎儿形成全能细胞全能细胞内细胞团：内细胞团：滋养层细胞：滋养层细胞：胚胎发育过程胚胎发育过程三胚层：三胚层：外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层发育成胎儿各组织发育成胎儿各组织发育成胎膜和胎盘发育成胎膜和胎盘卵裂期的特点：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
10、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变不变减小减小减小减小增加增加减少减少 通过通过 使卵子和精子在使卵子和精子在 下成熟和受精，并通过培养下成熟和受精，并通过培养发育成发育成 后，再经移植产生后，再经移植产生后代的技术。后代的技术。体外条件体外条件人工操作人工操作早期胚胎早期胚胎概概 念：念：-试管动物技术试管动物技术试管动物技术过程：试管动物技术过程：第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：体外受精体外受精早期胚胎的培养早期胚胎的培养胚胎移植胚胎移植19821982年世界首例试管牛犊问世年世界首例试管牛犊问世实现良种牛快速大量
11、繁殖首先要做的是实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是 和和 的培养的培养。体外受精体外受精早期胚胎早期胚胎哺乳动物的体外受精主要包括哺乳动物的体外受精主要包括 、_和和_等几个主要步等几个主要步骤骤 。二、体外受精二、体外受精卵母细胞的采集卵母细胞的采集精子的获取精子的获取受精受精1.1.卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养对不同动物对不同动物,采集卵母细胞的方法不同。采集卵母细胞的方法不同。1 1）超数排卵）超数排卵（试剂）（试剂）2 2）活体取卵）活体取卵 3 3）从屠宰的卵巢取卵）从屠宰的卵巢取卵2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 收集精子的方法有：收集精子的方法有：假阴道法假阴
12、道法手握法手握法电刺激法电刺激法 在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有体外获能方法有 和和 两种。两种。对于啮齿动物、家兔和猪的精子，一般采用对于啮齿动物、家兔和猪的精子，一般采用_；对于牛、羊等家畜的精子常用对于牛、羊等家畜的精子常用_。培养法培养法：精子在：精子在_中获能。中获能。化学诱导法化学诱导法：精子一定浓度的精子一定浓度的_或或_ _ _中，用化中，用化学药物诱导获能。学药物诱导获能。培养法培养法化学诱导法化学诱导法培养法培养法化学诱导法化学诱导法获能液获能液肝素肝素钙离子载体钙离子载体A23187A23187溶
13、液溶液精子的获能精子的获能3.3.受精受精 获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在在 _ _ 或或_中完成受精过中完成受精过程。程。获能溶液获能溶液专用受精溶液专用受精溶液三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养盐类：盐类：无机盐和有机盐无机盐和有机盐营养物质：营养物质：氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸调节物质：调节物质：维生素、激素维生素、激素特有物质：特有物质：动物血清动物血清培养液的成分培养液的成分胚胎移植胚胎移植采集卵母细胞采集卵母细胞体外培养体外培养采集精子采集精子体外获能体外获能体外受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养受体牛受体牛小小结结（时期时期：
14、）1 1）超数排卵）超数排卵（试剂）（试剂）2 2）活体取卵）活体取卵（仪器）（仪器）3 3）从屠宰的卵巢取卵）从屠宰的卵巢取卵方法方法（方法，试剂方法，试剂）（试剂（试剂）（培养条件、目的阶段（培养条件、目的阶段）成熟的卵子成熟的卵子获能的精子获能的精子MIIMII中期中期方法方法有性生殖有性生殖 无性生殖无性生殖 核移植核移植胚胎早期培养胚胎早期培养胚胎移植胚胎移植遵循遵循 不遵循不遵循体外受精体外受精胚胎早期培养胚胎早期培养胚胎移植胚胎移植 试管动物试管动物 克隆动物克隆动物生殖方式生殖方式技术手段技术手段遗传物质遗传物质遗传规律遗传规律比较试管动物和克隆动物比较试管动物和克隆动物来自来
15、自2个个体个个体 主要来自核供体主要来自核供体 胚胎工程技术：胚胎工程技术：胚胎移植胚胎移植 体外受精体外受精 胚胎分割胚胎分割 胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养1.1.概念概念:将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎,或者或者通通过其他方式得到的胚胎过其他方式得到的胚胎,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的其他雌性动物的体内性动物的体内,使之发育为新个使之发育为新个体的技术。体的技术。2.2.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
16、；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)可以充分发挥雌性优良个体的繁可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力殖潜力,缩短繁殖周期缩短繁殖周期,增加一生繁增加一生繁殖的后代数量。殖的后代数量。3.3.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)1)供体和受体相同的生理环境；供体和受体相同的生理环境；2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态,为胚胎的为胚胎的收集提供了可能；收集提供了可能；3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上不受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；发生免疫排斥；4)4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立正常的联系,但遗但遗传物质没有改变。传物质没有
17、改变。4 4、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序（1 1）供体、受体的选择和处理）供体、受体的选择和处理（2 2）配种或进行人工授精）配种或进行人工授精（3 3）胚胎的收集、检查、培养或保存）胚胎的收集、检查、培养或保存（4 4）胚胎移植）胚胎移植（5 5）移植后的检查）移植后的检查（1）对供体、受体进行选择）对供体、受体进行选择供体：供体：遗传性能和生产性遗传性能和生产性能优秀的个体；能优秀的个体；受体：受体：健康和正常繁殖能健康和正常繁殖能力的个体力的个体处理：处理：同期发情同期发情具体做法：具体做法：注射促性腺激素。注射促性腺激素。（2 2）采集卵母细胞）采集卵母细胞方法：方法：超数
18、排卵超数排卵具体做法：具体做法：注射促性腺激素注射促性腺激素（3 3）配种或人工受精）配种或人工受精精子来源：精子来源：同种同种优良的雄性动物。优良的雄性动物。（4 4）胚胎的收集）胚胎的收集 在配种或输精后第在配种或输精后第7天，用特制的天，用特制的冲卵冲卵装置，把供体母牛子宫内的装置，把供体母牛子宫内的胚胎胚胎冲洗出来。冲洗出来。（5 5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查（6 6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植-196的液氮中保存的液氮中保存（冷冻保存）（冷冻保存）（7）胚胎的移植）胚胎的移植方法一：手术法方法一：手术法 方法二：非手术法方法二：非手术法（8）对受体母牛进行是否妊
19、娠的检查）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛）受体母牛产下胚胎移植的犊牛选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）总结：总结：1.1.概念概念:采用采用机械方法机械方法将早期胚胎分将早期胚胎分割成割成2 2等份等份,4,4等份或等份或8 8等份等等份等,经经移植获得移植获得同卵双胎或同卵多胎同卵双胎或同卵多胎的的技术。技术。二、胚胎分割二、胚胎分割2.2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质，因此胚
20、胎分割后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物可以看做动物无性繁殖无性繁殖或或克隆克隆的方法之一。的方法之一。3 3、理论基础：、理论基础：动物胚胎细胞的动物胚胎细胞的全能性全能性。胚胎分割的时期为：胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚。4 4、选择的胚胎：、选择的胚胎：发育良好的发育良好的,形态正常的形态正常的桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚。5 5、操作注意事项：、操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要要将内细胞团均等分割将内细胞团均等分割。胚胎分割的份数胚胎分割的份数越多越多，操作的，操作的难度会难度会越大越大，移植的成功率也，移植的成功率也越低越
21、低。6 6、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷 （1 1）刚出生动物的体重偏低，）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；毛色和斑纹还存在差异；（2 2）采用胚胎分割技术产生同）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。卵多胎的可能性是有限的。1.1.概念：概念：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或原始性腺原始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。三三.胚胎干细胞胚胎干细胞2.2.特点特点:（1 1）形态特点：）形态特点：体积小体积小,细胞核大细胞核大,核仁明显；核仁明显；（2 2）功能特点：）功能特点：具有发育的具有发育的全能性全能性,可分化为成年动可分化为成年动物体内任何一种组织细胞物体内任何一种组织细胞;（3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细胞可细胞可以以增殖而不发生分化增殖而不发生分化。对它可以进行冷。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。冻保存，也可以进行遗传改造。3.3.主要用途主要用途（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。（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。（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。分化的理想材料。
