胚胎工程ppt课件

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1、专题31胚胎工程生物浙江选考公用考点胚胎工程考点胚胎工程根底知识根底知识一、受精作用与胚胎发育过程一、受精作用与胚胎发育过程精子精子+卵细胞卵细胞受精卵受精卵卵裂卵裂囊胚囊胚原肠胚原肠胚组织器官分化组织器官分化幼幼体体1.1.受精受精:成熟的精卵交融成为受精卵的过程。精卵需求经过细胞外成熟的精卵交融成为受精卵的过程。精卵需求经过细胞外表的表的识别蛋白相互识别。识别蛋白相互识别。2.2.哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中进展的哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中进展的,普通到桑椹胚期普通到桑椹胚期进入进入子宫子宫,囊胚期着床。囊胚期着床。考点清单3.卵裂期卵裂期:细胞分裂方式为有丝分裂细胞分裂方式

2、为有丝分裂;随着卵裂球细胞数目的添加随着卵裂球细胞数目的添加,细胞细胞体积逐渐变体积逐渐变小小;28个细胞时的每一个细胞均可发育成一个完好个细胞时的每一个细胞均可发育成一个完好个体。个体。4.桑椹胚期桑椹胚期:当胚胎细胞数目到达当胚胎细胞数目到达32个左右时个左右时,胚胎构成致密的细胞团胚胎构成致密的细胞团,形似桑椹形似桑椹,叫作桑椹胚。叫作桑椹胚。5.囊胚期囊胚期:内细胞团内细胞团的细胞是一种未分化的细胞的细胞是一种未分化的细胞,具有具有发育全发育全能性能性,能分化出成体动物的一切组织和器官。能分化出成体动物的一切组织和器官。6.原肠胚期原肠胚期:出现了出现了外胚层、中胚层、内胚层外胚层、中

3、胚层、内胚层三个胚层和原肠腔。三个胚层和原肠腔。二、胚胎工程二、胚胎工程1.含义含义:通常指在通常指在胚胎发育胚胎发育过程中进展的胚胎操作技术。过程中进展的胚胎操作技术。2.研讨的重点内容研讨的重点内容:主要包括体外受精、主要包括体外受精、胚胎体外培育胚胎体外培育、胚胎移、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培育等。植、胚胎分割、胚胎干细胞培育等。3.研讨对象研讨对象:主要限定于高等脊椎动物主要限定于高等脊椎动物,特别是特别是哺乳动物哺乳动物。三、体外受精与胚胎的体外培育三、体外受精与胚胎的体外培育1.体外受精过程体外受精过程(1)从附睾中取出成熟精子从附睾中取出成熟精子,在培育液中培育在培育液中培

4、育,使精子使精子获能获能;(2)给母体注射给母体注射促性腺激素促性腺激素取出取出卵母细胞卵母细胞人工培育促人工培育促进卵母细胞成熟进卵母细胞成熟;(3)试管中完成试管中完成受精受精。2.胚胎体外培育胚胎体外培育(1)早期胚胎在早期胚胎在人工发明的环境人工发明的环境中的发育中的发育;(2)胚胎不同发育时期需求胚胎不同发育时期需求不同不同培育液培育液;(3)尚无从受精卵到新生儿的全体外培育技术。尚无从受精卵到新生儿的全体外培育技术。四、胚胎移植与胚胎分割四、胚胎移植与胚胎分割1.胚胎移植胚胎移植(1)缘由缘由:无法进展全体外胚胎培育无法进展全体外胚胎培育;(2)移植的胚胎可以来自试管移植的胚胎可以

5、来自试管,也可以取自也可以取自输卵管或子宫角输卵管或子宫角;(3)通常移植时期是发育到通常移植时期是发育到8细胞以上的胚胎细胞以上的胚胎,如早期囊胚。如早期囊胚。2.胚胎分割胚胎分割(1)在显微镜下用在显微镜下用切割针或切割刀切割针或切割刀把胚胎分成多份把胚胎分成多份;或用或用胰胰蛋白蛋白酶处置卵裂球使卵裂球中的细胞分散开酶处置卵裂球使卵裂球中的细胞分散开;(2)分割的胚胎或细胞直接移植给受体分割的胚胎或细胞直接移植给受体,或在体外培育到囊胚阶段再移或在体外培育到囊胚阶段再移植到受体内植到受体内,着床发育产仔。着床发育产仔。五、胚胎干细胞五、胚胎干细胞1.来源来源:囊胚内细胞团囊胚内细胞团。2

6、.培育培育:普通用普通用胚胎成纤维细胞胚胎成纤维细胞作为豢养层培育胚胎干细胞作为豢养层培育胚胎干细胞,这这样可以促进干细胞生长,同时抑制干细胞的分化。3.获取:把囊胚放到有豢养层的培育液中继续培育,直到内细胞团突出豢养层外,然后用酶消化或机械剥离内细胞团,再把它用酶消化成单个细胞,置于新颖培育液中培育。4.运用(1)胚胎干细胞核移植:将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中,经过胚激活、胚胎培育、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。(2)用干细胞克隆器官,为器官移植提供器官。重点难点重点难点一、胚胎发育过程一、胚胎发育过程1.1.图示图示受精卵动物个体发育的起点,在输卵管内完成受精作用时已开始分裂

7、卵裂球(1)组成:28个全能细胞(2)特点:卵裂球细胞数目增加,每个细胞的体积逐渐减小囊胚(1)组成:囊胚内细胞团:将来能发育成动物的所有组织和器官滋养层:将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构(2)特点:细胞开始出现分化原肠胚(1)组成:外胚层、中胚层、内胚层(2)特点:胚层分化2.胚胎发育的过程胚胎发育的过程知能拓展知能拓展(1)受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。(2)囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞,具有发育全能性。具有发育全能性。(3)原肠胚细胞已发生分化原肠胚细胞已发生分化,细胞全能性降低。细胞全能性降低。名称操作流程体外受精和胚胎体

8、外培养胚胎移植二、胚胎工程根本操作流程二、胚胎工程根本操作流程胚胎分割知能拓展知能拓展1.胚胎移植分析胚胎移植分析(1)“供体与供体与“受体确实定受体确实定:提供胚胎的个体称为提供胚胎的个体称为“供体供体,接受胚接受胚胎的个体称为胎的个体称为“受体受体;供体为优良种类供体为优良种类,作为受体的雌性动物应为常作为受体的雌性动物应为常见或存量大的种类。见或存量大的种类。(2)本质本质:胚胎移植本质上是早期胚胎在一样生理环境条件下空间胚胎移植本质上是早期胚胎在一样生理环境条件下空间位置的转换位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改动。而胚胎本身的遗传物质并不发生改动。(3)优势:可以充分发扬雌性优

9、良个体的繁衍潜力,缩短供体本身的繁衍周期。(4)胚胎移植过程中两次运用激素,第一次用孕激素对受、供体进展同期发情处置;第二次用促性腺激素对供体进展处置使其超数排卵。(5)胚胎移植过程产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,性别取决于公牛提供何种类型的精子,与受体牛没有关系。2.胚胎分割分析(1)胚胎分割对囊胚阶段的胚胎进展分割时,必需将内细胞团均等分割:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育成胚胎本身的根底细胞,其他细胞为滋养层细胞。假设分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的才干强,含内细胞团少的部分发育不良,甚至不能发育等问题。(2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决

10、于胚胎是由受精卵构成的还是由核移植技术构成的重组细胞发育而成的。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞(ES细胞细胞)的培育的培育1.概念概念:是由早期胚胎是由早期胚胎(囊胚囊胚)的内细胞团分别出来的一类细胞。的内细胞团分别出来的一类细胞。2.特点特点(1)形状形状:体积小、细胞核大、核仁明显。体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能功能:具有发育的全能性具有发育的全能性,可分化出成体动物的一切组织和器官。可分化出成体动物的一切组织和器官。(3)体外培育的体外培育的ES细胞可以增殖而不分化。对它可以进展冷冻保管细胞可以增殖而不分化。对它可以进展冷冻保管,也也可以进展遗传改造。可以进展遗传改造。类别来源或举

11、例特点全能干细胞桑椹胚及其以前阶段的细胞能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞能分化出动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)骨髓干细胞、皮肤生发层细胞能分化出特定的组织3.各种干细胞的比较各种干细胞的比较4.培育关键培育关键:需求一种能促进胚胎干细胞的生长需求一种能促进胚胎干细胞的生长,但抑制其分化的培育体但抑制其分化的培育体系系,这种体系用作豢养层的细胞普通是胚胎成纤维细胞。这种体系用作豢养层的细胞普通是胚胎成纤维细胞。5.培育过程培育过程6.胚胎干细胞的主要用途胚胎干细胞的主要用途(1)将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过胚激活、胚胎

12、培育、经过胚激活、胚胎培育、胚胎移植后由受体产生克隆动物胚胎移植后由受体产生克隆动物,操作流程如下操作流程如下:(2)经过基因敲除,获得适宜人体的移植器官。(3)培育出人造组织器官,用于器官移植。(4)改良并发明动物新种类。例毛角蛋白例毛角蛋白型中间丝型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量亲密相关。基因与绒山羊的羊绒质量亲密相关。获得转获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程过程中最常用的运载工具是中最常用的运载工具是,所需求的酶是限制酶和所需求的酶是限制酶和。(2)在过程在过程中中,用用处置将皮肤组织块分散成单个成纤维细处置将皮肤组织块分散

13、成单个成纤维细胞。在培育过程中胞。在培育过程中,将成纤维细胞置于将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中的气体环境中,CO2的作的作用是用是。(3)在过程中,用处置以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需求进展处置。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是。在胚胎移植前,经过技术可获得较多胚胎。解题思绪解题思绪解析解析(1)构建基因表达载体时构建基因表达载体时,普通需用同种限制酶切割目的基因和普通需用同种限制酶切割目的基因和载体载体,以产生一样的末端以产生一样的末端,并用并用DNA衔接酶衔接成重组表达载体。常用衔接酶衔接成重组表达载体。常用的载体是质粒。的载体是质粒。(

14、2)利用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物利用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物细胞培育时细胞培育时,需将细胞置于需将细胞置于5%CO2的气体环境中的气体环境中,CO2的作用是维持培育的作用是维持培育液的pH。(3)运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞,常用的激素是促性腺激素。成熟卵细胞在核移植前要进展去核处置。(4)核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培育,可以获得早期胚胎。为获得更多胚胎,可以运用胚胎分割法。答案(1)质粒DNA衔接酶(2)胰蛋白酶维持培育基(液)的pH(3)促性腺激素去核(4)(早期)胚胎培育胚胎分割拓展整合拓展整合动物胚胎发育过程与胚胎工程实际根底易错易混点分析

15、动物胚胎发育过程与胚胎工程实际根底易错易混点分析1.关于精子和卵子的发生和受精作用关于精子和卵子的发生和受精作用(1)成熟的精子并不代表具有受精才干成熟的精子并不代表具有受精才干,必需获能后才具备受精才干。必需获能后才具备受精才干。(2)受精卵的遗传物质中受精卵的遗传物质中,核物质核物质(染色体上染色体上DNA)一半来自父方一半来自父方(精子精子),一一半来自母方半来自母方(卵细胞卵细胞),细胞质中的遗传物质几乎全来自卵细胞。细胞质中的遗传物质几乎全来自卵细胞。(3)进展体外受精时进展体外受精时,从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟,应在体外人应在体外人工模拟输卵管

16、环境进展培育工模拟输卵管环境进展培育,才干使其成熟才干使其成熟,即到达受精前的成熟阶段。即到达受精前的成熟阶段。2.有关胚胎发育(1)起点是受精卵分裂,在输卵管内完成受精作用时即已开场,直至发育成为成熟的胎儿。(2)卵裂期的特点:细胞有丝分裂使细胞数目添加,但胚胎总体积并不增加或略有减少,因此每个细胞的体积会随分裂的进展不断减少,但核内遗传物质并未减少。(3)桑椹胚以前的细胞均未分化,细胞全能性很高,是胚胎分割的最正确时期。(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开场分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。(5)原肠胚的特点:个体发育中分化才干最强的阶段,细胞已分化构成外、中、内三个胚层。(6)

17、个体发育过程中从囊胚阶段开场初步分化,分化出内细胞团和滋养层细胞,囊胚之前细胞未分化,为全能细胞,囊胚之后的原肠胚阶段细胞已分化,但仍有全能细胞。3.有关胚胎的早期体外培育(1)早期胚胎普通指可用于移植的胚胎,在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。(2)胚胎早期培育液成分与动物细胞培育液成分根本一样,除无机盐、营养成分和调理物质外,还需求血清,两者都是液体培育基。方法方法试管动物与克隆动物的比较试管动物与克隆动物的比较试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植等实例试管牛“多莉”羊过程突破方法试管动物克隆动物生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个亲本遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等续表