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胚胎工程 胚胎工程 胚胎工程指對 或 所進(jìn)行的多種 和 技術(shù) 如 等技術(shù) 經(jīng)過處理后獲得的 還需要 到 生產(chǎn)后代 以滿足人類的各種需求 胚胎工程的概念 動物早期胚胎 配子 顯微操作 處理 胚胎移植 體外受精 胚胎分割 胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) 胚胎 移植 雌性動物體內(nèi) 操作對象 技術(shù)手段 理論基礎(chǔ) 早期胚胎和配子 胚胎移植 體外受精 胚胎分割 胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等 哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 一 精子和卵子的發(fā)生 1 精子的發(fā)生 睪丸 發(fā)生場所 時間 雄性動物從 開始 直到 睪丸的 內(nèi)不斷進(jìn)行著生殖細(xì)胞的增殖 源源不斷地產(chǎn)生精子 初情期 生殖機(jī)能衰退 曲細(xì)精管 家畜精子發(fā)生的過程大體可以分為 階段 第一階段 位于 的 細(xì)胞先分裂為 細(xì)胞 然后繼續(xù)進(jìn)行數(shù)次 產(chǎn)生多個 細(xì)胞 如綿羊為16個 第二階段 細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行 分裂 即 分裂 包括 第一次分裂產(chǎn)生 細(xì)胞 每個 細(xì)胞再分裂一次產(chǎn)生 個含 的 細(xì)胞 三個 曲細(xì)精管管壁 精原 兩個 有絲分裂 初級精母 初級精母 兩次 減數(shù) MI和MII 兩個次級精母 次級精母 兩 染色體 單倍 精子 第三階段 形的精子細(xì)胞經(jīng)過變形 其中的細(xì)胞核變?yōu)?高爾基體發(fā)育為 中心體演變?yōu)?線粒體聚集在 形成 同時 細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為球狀 叫做 隨精子的成熟過程 直到 對于多數(shù)家畜來說 精子在睪丸內(nèi)形成的時間為兩個月左右 哺乳動物成熟的精子外形似 分 三大部分 圓 精子頭的主要部分 頭部的頂體 精子的尾 尾的基部 線粒體鞘 原生質(zhì)滴 向后移動 最后脫落 蝌蚪 頭 頸和尾 精原細(xì)胞 有絲分裂 初級精母細(xì)胞 次級精母細(xì)胞 精子細(xì)胞 精子 M 第一階段 第二階段 第三階段 M 精子發(fā)生的過程 多個精原細(xì)胞 變形 2 卵子的發(fā)生 發(fā)生部位 卵巢 動物的胚胎在 以后 雌性胎兒的 內(nèi)的 細(xì)胞 就通過 的方式不斷增加其數(shù)量 并進(jìn)一步演變?yōu)?細(xì)胞 這時 它被 細(xì)胞包圍 形成 細(xì)胞需經(jīng)過 才能變?yōu)?性別分化 卵巢 卵原 有絲分裂 初級卵母 卵泡 卵泡 初級卵母 減數(shù)分裂 成熟的卵子 減數(shù)第一次分裂是在雌性動物 完成的 其結(jié)果產(chǎn)生 和 進(jìn)入 準(zhǔn)備 減數(shù)第二次分裂是在 的過程中完成的 細(xì)胞經(jīng)分裂產(chǎn)生 和 當(dāng)在 和 的間隙可以觀察到 時 說明 這是判斷 的重要標(biāo)志 排卵前后 一個次級卵母細(xì)胞 第一極體 輸卵管 受精 與精子 卵子結(jié)合 精子和 次級卵母 一個成熟的卵子 第二極體 卵黃膜 透明帶 兩個極體 卵子已經(jīng)完成了受精 卵子是否受精 排卵 卵原細(xì)胞 多個卵原細(xì)胞 初級卵母細(xì)胞 M 第一極體 次級卵母細(xì)胞 兩個第二極體 第二極體 卵子 退化消失 卵子發(fā)生過程 M 排卵前后完成 在受精過程完成 被卵泡細(xì)胞包圍 形成卵泡 胎兒時期完成 二 受精 1 概念 是精子和卵子結(jié)合形成 即 的過程 2 場所 3 包括 階段和 階段 合子 受精卵 輸卵管 受精前的準(zhǔn)備 受精 受精前的準(zhǔn)備階段 準(zhǔn)備階段1 剛剛排出的精子 不能立即與卵子受精 必須在雌性動物的 發(fā)生相應(yīng)的生理變化后 才 這一生理現(xiàn)象稱為精子獲能 準(zhǔn)備階段2 卵子的準(zhǔn)備 動物排出的卵子成熟程度不同 有的可能是 如豬 羊等 有的可能是 如馬 犬等 都要在 中進(jìn)一步成熟 當(dāng)達(dá)到 才具有與 的能力 次級卵母細(xì)胞 精子獲能 生殖道 獲得受精能力 初級卵母細(xì)胞 輸卵管 第二次分裂的中期 減數(shù) 精子受精 受精階段 與 相遇時 首先發(fā)生 使 釋放出來 放射冠是包圍在卵子 外面的 精子所釋放的 可直接溶解 形成精子穿越 的通路 獲能后的精子 卵子 頂體反應(yīng) 頂體內(nèi)的酶 透明帶 卵丘 細(xì)胞群 頂體酶 卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì) 放射冠 穿過放射冠的精子立即與 接觸 隨后將 溶出一條孔道 精子借自身運(yùn)動穿越透明帶 并 在精子 的瞬間 會產(chǎn)生阻止后來的精子進(jìn)入 的生理反應(yīng) 這個反應(yīng)稱作 它是防止 進(jìn)入 引起 的第一道屏障 透明帶 頂體酶 透明帶 接觸卵黃膜 觸及卵黃膜 透明帶 透明帶反應(yīng) 多個精子 透明帶 多精子入卵受精 只有穿過 的精子才能與 接觸 由于卵黃膜表面有大量的 當(dāng)精子 時 立即被微絨毛抱合 隨后 精子外膜和卵黃膜 精子入卵 精子入卵后 會立即發(fā)生一種生理反應(yīng) 拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi) 這種生理反應(yīng)稱作 這是 透明帶 卵黃膜 微絨毛 與卵黃膜接觸 相互融合 卵黃膜 卵黃膜封閉作用 防止多精入卵受精的第二道屏障 精子入卵后的另一個變化 是 并且原有的 破裂 隨后 精子形成一個 最后形成一個比原來精子核還 的核 叫做 與此同時 精子入卵后被激活的卵子完成 排出 后 形成 原核一般略小于 原核 尾部脫離 核膜 新的核膜 雄原核 大 減數(shù)第二次分裂 第二極體 雌原核 雌 雄 充分發(fā)育后 相向移動 彼此接觸 二者體積縮小 合并 兩組核染色體合為一組 形成一個含 染色體的 也就是 受精過程至此結(jié)束 受精卵的發(fā)育由此開始 雄 雌原核 二倍 合子 受精卵 精子穿越放射冠和透明帶 精子進(jìn)入卵黃膜 原核形成 配子結(jié)合 哺乳動物的受精過程主要包括 受精作用的意義 維持每種生物 中 的恒定 對于生物的 十分重要 前后代 體細(xì)胞 染色體數(shù)目 遺傳和變異 胚胎發(fā)育 合子形成后即在 內(nèi)進(jìn)行 分裂 開始發(fā)育 胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在 內(nèi)進(jìn)行的 這一時期稱為 期 其特點是 細(xì)胞分裂方式為 細(xì)胞的數(shù)量不斷 但胚胎的總體積 輸卵管 有絲 透明帶 卵裂 有絲分裂 增加 并不增加 或略有縮小 根據(jù)胚胎 的變化 可將早期發(fā)育的胚胎分為以下幾個階段 胚當(dāng)胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到 時 胚胎形成 形似 叫做 這一階段前的每一個細(xì)胞都具有 潛能 屬于 細(xì)胞 形態(tài) 桑椹 32個左右 致密的細(xì)胞團(tuán) 桑椹 桑椹胚 發(fā)育成完整胚胎的 全能 胚桑椹胚進(jìn)一步發(fā)育 細(xì)胞開始出現(xiàn) 個體 的細(xì)胞 稱為 ICM 將來發(fā)育成胎兒的 而沿 擴(kuò)展和排列的 個體 的細(xì)胞 稱為 它們將來發(fā)育成 隨著胚胎的進(jìn)一步發(fā)育 胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的囊腔 這個時期的胚胎叫做 囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大 會導(dǎo)致 胚胎從其中伸展出來 這一過程叫做 囊 分化 較大 聚集在胚胎一端 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 各種組織 透明帶內(nèi)壁 較小 滋養(yǎng)層細(xì)胞 胎膜和胎盤 囊胚腔 囊胚 透明帶的破裂 孵化 胚囊胚孵化后 再進(jìn)一步發(fā)育 的細(xì)胞形成 的細(xì)胞形成 這時的胚胎稱為 由 包圍的囊腔叫 則發(fā)育為胎兒的 原腸 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層 外胚層 下方 內(nèi)胚層 原腸胚 內(nèi)胚層 原腸腔 滋養(yǎng)層 胎膜和胎盤 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 體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在 條件下 和 并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后 再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù) 體外 成熟 受精 哺乳動物的體外受精主要包括 和 等幾個主要步驟 卵母細(xì)胞的采集 精子的獲取 受精 卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)對于實驗動物 用 處理 使其 然后 從 中 與獲能的精子在體外受精 對于大家畜或大型動物 從 采集卵母細(xì)胞 也可以借助 等工具 直接從活體動物的卵巢中 采集的卵母細(xì)胞 要 才能與獲能的精子受精 促性腺激素 排出更多的卵子 輸卵管 沖取卵子 直接 屠宰場已屠宰母畜的卵巢中 超聲波探測儀 內(nèi)窺鏡或腹腔鏡 吸取卵母細(xì)胞 在體外人工培養(yǎng)成熟后 精子的采集和獲能收集精子的方法有假陰道法 手握法和電刺激法 通常采用的體外獲能方法有 和 兩種 對于嚙齒動物 家兔和豬等動物的精子 一般采用 即將取自附睪的精子 放入人工配制的 中 培養(yǎng)一段時間后 精子就可獲能 對于牛 羊等家畜的精子常采用 即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中 用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能 培養(yǎng)法 化學(xué)誘導(dǎo)法 培養(yǎng)法 獲能液 化學(xué)法 受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子 一般情況下都可以在 或?qū)Ｓ玫?中完成受精過程 獲能溶液 受精溶液 胚胎的早期培養(yǎng)體外受精后 應(yīng)將受精卵移入 中繼續(xù)培養(yǎng) 以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力 哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液成分一般比較復(fù)雜 除一些 外 還需添加 等營養(yǎng)成分 以及 等物質(zhì) 當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時 可將其取出 或 發(fā)育培養(yǎng)液 無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類 維生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清 向受體移植 冷凍保存