贵州省贵阳市届高考生物二轮专题复习专题十五胚胎工程.docx

学习必备 欢迎下载专题十五 胚胎工程体内受精和早期胚胎发育胚胎工程的建立场所：睾丸的曲细精管时间：从初情期开头，到生殖机能衰退精子的发生 1 ）精原细胞→多个初级精母细胞（通过数次有 丝分裂）过程 2 ）1 个初级精母细胞→ 2 个次级精母细胞→ 4 个精子细胞（通过减数分裂，即 MI 和MII ）3）精子细胞→精子（通过变形） 场所：卵巢时间：从胎儿时期开头（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储 备）卵子的发生 1 ）卵原细胞→初级卵母细胞过程 2 ）1 个初级卵母细胞→ 1 个次级卵母细胞＋第一极体 （排卵前后完成）3）1 个次级卵母细胞→ 1 个卵子＋其次极体 （精子和卵子结合过程中完成）概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程；受精 场所：雌性的输卵管内1）受精前的预备阶段 1：精子获能过程 2 ）受惊前的预备阶段 2：卵子的预备a. 精子穿越放射冠和透亮带：顶体反应，透亮带反应3）受精阶段 b. 进入卵黄膜：卵黄膜封闭作用c. 原核形成和配子结合卵裂期：细胞在透亮带中进行有丝分裂早期胚胎发育 桑椹胚：胚胎细胞达 32 个左右，每一个细胞都是细胞囊胚：有囊胚腔，显现了囊胚从透亮带中舒展出来的孵化过程原肠胚：内细胞团细胞形成外胚层和内胚层，滋养层发育成胎膜和胎盘，内胚层包围着原肠腔体外受精和早期胚胎培育试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培育发育为早期胚胎后，冲取精子（针对再经移植产生后代的技术；方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管从活体母畜卵母细胞的采集 试验动物，家畜猪、羊等）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接卵巢中吸取（针对大家畜或 大型动物，如牛）体外受精 卵母细胞的培育：在体外人工培育成熟精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等精子的获能：方法有培育法（通过获能培育液）、化学诱导法（通过肝素或钙离子载体 A23187）学习必备 欢迎下载获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子 ＋培育成熟的卵子 完成受精胚胎早期培育 条件：受精卵在发育培育液中培育培育液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等胚胎工程的应用及前景概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之连续发育为新个体的技术；其中供应胚胎的个体叫供体，接受胚胎的个体叫受体；应用：胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最终一道“工序”现状：在牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、有用；意义：可充分发挥雌性优良个体繁衍潜力；供体主要职能只是产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期胚胎移植胜利与否关系到：供体和受体的生理状况胚胎移植 1 ）供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎供应相同的生理环境能供可能质不受影响理）生理学基础 2 ）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集供应可3）受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传物1）供、受体的挑选和处理 （使用激素进行同期发情处理、超数排卵处2）配种或人工受精基本程序 3 ）胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培育或储存（－ 196℃移植管将其送的液氮）4）胚胎移植：手术法 （引出子宫和卵巢将其注入） ；非手术法 （用入子宫）5）移植后的检查（是否妊娠）等概念：指采纳机械方法将早期胚胎切割成 2、4 或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技培育皿术；仪器设备：实体显微镜和显微操作仪操作程序 1 ）挑选发育良好、形状正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的胚胎分割 2 ）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空透亮带或直接将裸半胚移植学习必备 欢迎下载割针分割滋养层，给受体；分割囊胚时要将内细胞团均等分割；此时仍可用分做胚胎 DNA分析性别鉴定；局限：刚诞生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限；概念：由早期胚胎或原始性腺中分别出来的一类细胞；简称 ES或 EK细胞；特点 形状上：体积小、细胞核大、核仁明显功能上：具有发育的全能性，即可 分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外可胚胎干细胞 增殖而不发生分化；可冷冻储存；可进行遗传改造1 ）移植 ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝 〔 心 〕 衰竭、成骨不良等病症意义 2 ） ES细胞体外诱导分化，可培育人造组织器官3 ）ES细 胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞分化（一）动物胚 胎发育的基本过程1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培育等技术；经过处理后获得的胚胎，仍需移植到雌性动物体内生产后代，以满意人类的各种需求；2、动物胚胎发育的基本过程（1）受精场所是母体的输卵管上段；（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小；（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到 32 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹；是全能细胞；（4）囊 胚：特点：细胞开头显现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）；集合在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；中间的空腔称为囊胚腔；（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔；（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称 ES 或 EK细胞，来源于 早期胚胎或从原始性腺中分别出来；学习必备 欢迎下载2、具有胚胎细胞的特性，在形状上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性， 可分化为成年动物体内任何一种组织细胞； 另外， 在体外培育的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻储存，也可进行遗传改造；3、胚胎干细胞的主要用途是：①可用于讨论哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下讨论细胞分化的抱负材料， 在培育液中加入分化诱导因子， 如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导 ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理供应了有效的手段；③可以用于治疗人类的某 些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并复原正常功能；⑤随着组织工程技术的进展，通过 ES细胞体外 诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题；（三）胚胎工程的应用1. 体外受精和胚胎的早期培育(1) 卵母细胞的采集和培育：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精； 其次种方法： 从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞； 第三种方法是借助超声波探测仪、 腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞； 采集的卵母细胞， 都要在体外经人工培育成熟后，才能与获能的精子受精；(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理；(3) 受精：获能的精子和培育成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程；(4) 胚胎的早期培育：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培育液中连续培育，以检查受精状况和受精卵的发育才能； 培育液成分较复杂， 除一些无机盐和有机盐外， 仍需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等养分成分，以及血清等物质；当胚胎发育到相宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻储存；不同动物胚胎移植的时间不同； 〔 牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植， 小鼠、 家兔等试验动物可在更早的阶段移植， 人的体外受精胚胎 可在 4 个细胞阶段移植； 〕2. 胚胎移植(1) 胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、 生理状态相同的其它雌性动物的体内， 使之连续发育为新个体的技术； 其中供应胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”；（供体 为优良品种，作为受体 的雌性动物应为常见或存量大的品种；）位置： 如转基因、核移植， 或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必需经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最终一道“工序”；(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁衍周期，充分发挥雌性优良个体的繁衍才能；(3) 生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；这就为供体的胚胎移入受体供应了相同的生理环境；②早期胚胎在肯定时间内处于游离状态；这就为胚胎的收集供应了可能；③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应；这为胚胎在受体的存活供应了可能；④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系， 但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响；(4) 基本程序主要包括：学习必备 欢迎下载①对供、 受体的挑选和处理； 挑选遗传特性和生产性能优秀的供体， 有健康的体质和正常繁衍才能的受体， 供体和受体是同一物种； 并用激素进行同期发情处理， 用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培育或储存；配种或输精后第 7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来 〔 也叫冲卵 〕 ；对胚胎进行质量检查， 此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段；直接向受体移植或放入－ 196℃的液氮中储存；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查；对受体母牛进行是否妊娠的检查；3. 胚胎分割(1) 概念：是指采纳机械方法将早期胚胎切割 2 等份、 4 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术；(2) 意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁衍；(3) 材料：发育良好，形状正常的桑椹胚或囊胚；（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开头分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割；）(4) 操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否就会影响分割后胚胎的复原和进一步发育；。