生物选修三胚胎工程整理.docx
《生物选修三胚胎工程整理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生物选修三胚胎工程整理.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
生物选修三胚胎工程整理
生物选修三胚胎工程整理
胚胎工程
第1节体内受精和早期胚胎发育
一、概念
1.胚胎工程:
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,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
(经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求)
二、知识结构
精子发生→精子获能
受精→胚胎发育
卵子发生→卵子准备
(一)精子的发生
1.发生时间:
雄性动物从初情期(相当于人的青春期),直到生殖机能衰退,生殖细胞不断增殖,精子不断产生。
发生部位:
睾丸曲精管内
2.发生过程:
(各种家畜,大体分为三个阶段):
第一阶段:
(曲细精管管壁的)精原细胞有丝分裂→大量精原细胞→部分形成初级精母细胞
第二阶段:
初级精母细胞连续两次分裂(减数分裂的MI和MII)
1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞(含单倍染色体)
第三阶段:
精子细胞变形→精子
①细胞核→头的主要部分
②高尔基体→头部的顶体
③中心体→尾
④线粒体(聚集在尾的基部)→线粒体鞘
⑤细胞内其他物质浓缩→球状原生质滴
(二)卵子的发生
1.发生时间:
动物的胚胎性别分化后
发生部位:
卵巢内
2.发生过程:
第一阶段:
【动物的胚胎性别分化后】雌性胎儿卵巢内的卵原细胞有丝分裂→增加数量→演变为初级卵母细胞→被卵泡细胞包围,形成卵泡
第二阶段:
【排卵前后】减数第一次分裂→1个次级卵母细胞和第一极体→进入输卵管,准备受精
第三阶段:
【精子和卵子结合过程中】减数第二次分裂,次级卵母细胞→1个成熟的卵子和第二极体
△判断是否受精的标志:
卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
☆精子和卵子在发生上的重要区别:
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在出生前完成的(即胎儿时期)
注:
多数不如动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体。
卵子发生成熟示意图
(三)受精
一、概念
1.受精:
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
包括会搜经前的准备阶段和受精阶段。
自然条件下是在雌性的输卵管内完成。
2.放射冠:
包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。
3.透明带反应:
在精子触及卵黄膜的瞬间,会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。
它是防止多个精子进入透明带,引起多个精子入卵受精的第一道屏障。
4.卵黄膜封闭作用:
精子入卵后,卵黄膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,这是防止多精如卵受精的第二道屏障。
二、过程
1.准备阶段1-精子获能:
刚刚排出的精子,不能立即与卵子结合,必须在此行动物【生殖道】发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
2.准备阶段2-卵子的准备:
卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程,动物排出卵子的成熟程度不同(初级卵母细胞-如马、犬等;次级卵母细胞-如猪、羊等),但都要在【输卵
3.受精阶段:
主要包括精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成配子结合
①顶体反应,释放顶体内的酶,额直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿过放射冠的通路。
②透明带反应:
穿过放射冠的精子立即与透明带接触,穿过顶体酶溶出通道后,接触卵黄膜,发生透明带反应。
③卵黄膜封闭作用:
精子与卵黄膜接触后,立即被卵黄膜表面的微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子入卵→卵黄膜封闭作用
④入卵后的变化:
精子:
尾部脱离,核膜破裂→形成新的核膜→雄原核形成(比原来精子核还大)
卵子:
精子入卵后即被激活,完成减数第二次分裂,排出第二极体→雌原核形成(略小于雄原核)
⑤配子几何
雌原核充分发育后,彼此接触
二者体积缩小合并二倍体的合子-受精卵
雄原核两组核染色体合为一组
受精过程结束,受精卵发育开始。
(四)胚胎发育
二、过程
根据形态变化可分为以下几个阶段
发育分化内细胞团孵化外胚层
桑葚胚出现囊胚腔囊胚原肠胚
滋养层内胚层原肠腔
1.卵裂期:
胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期成为卵裂期
特点:
有丝分裂;细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小。
2.桑葚胚:
胚胎细胞数目32个作用,胚胎形成致密的细胞团,形似桑葚。
特点:
这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎细胞的潜能,属于全能细胞。
进一步发育,细胞开始出现分化
聚集在胚胎一端
个体较大的细胞——内细胞团→发育成胎儿的各种组织
沿透明带内壁扩展和排列的
个体较小的细胞——滋养层细胞→发育成胎膜和胎盘
3.囊胚:
随着胚胎的进一步发育,胚胎内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔,这个时期的胚胎叫做囊胚。
特点:
进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来——孵化
内细胞团→外胚层
下方细胞→内胚层
4.原肠胚:
内胚层包围的囊腔——原肠腔
滋养层细胞→发育成胎膜和胎盘
第2节体外受精和早期胚胎培养
一、概念
1.试管生物技术:
指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经一直产生后代的技术。
2.体外受精:
不如动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。
二、体外受精的过程
1.卵母细胞的采集
方法:
①对于实验动物如小鼠、兔,家畜猪、羊等:
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,直接与获能精子体外受精
②对于大家畜或大型动物,如牛:
从已屠宰母畜的卵巢中采集,或借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
注意:
采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。
2.精子的获取
收集精子的方法有:
假阴道法、手握法、电刺激法。
精子体外获能的方法有:
培养法(对于啮齿动物和猪等)和化学诱导法(对于牛、羊等家畜)。
3.受精
获能的精子和培养成熟的卵子,一般都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
三、胚胎的早期培养
1.目的:
体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的法语能力
2.培养液的组成成分:
一般包括无机盐类、有机盐类,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。
3.当胚胎发育到事宜阶段,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。
*不同动物胚胎移植的时间不同P72
第3节胚胎工程的应用及前景
一、胚胎移植
1.概念:
将雌性动物体内的从早期胚胎,或者通过体外受精那个及其他方式得到的胚胎,知道同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
2.实质:
生产胚胎的供体和孕育胚胎的手提共同繁殖后代的过程。
3.在胚胎工程中的地位:
是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
4.意义:
①优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;
②大大缩短了供体本身的繁殖周期;
③增加供体一生繁殖后代的数量
5.生理学基础:
①同种动物的供、受体生殖器官的胜利变化是相同的,为供体胚胎移入手提提供相同的生理环境
②哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,为胚胎的收集提供了可能。
③手提对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
④供体胚胎可与手提子宫建立正常的胜利和组织联系,且供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受任何影响。
6.基本程序
①对供体、受体的选择和处理:
用激素进行同期发情处理,并用激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或进行人工授精
③对胚胎的收集、检查、培养或保存:
进行冲卵,并对胚胎质量进行检查。
这是的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段
④胚胎移植:
方法有手术法和非手术法
⑤移植后的检查:
检查是否妊娠
二、胚胎分割
1.概念:
指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多台的技术。
2.主要仪器设备及注意问题
①主要仪器:
实体显微镜和显微操作仪
②注意问题:
a.胚胎选择:
分割时应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚
b.分割时要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎的回复和进一步发育
三、胚胎干细胞
1.概念:
简称
2.特点
3.应用