选修三胚胎工程知识清单北师大.doc

专题三：胚胎工程知识框架：知识清单：一、 胚胎工程的理论基础：1、 精子与卵细胞的发生（1）精子的发生：场所：精巢（睾丸）时期：初情期开始直到生殖功能衰退 形态：外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。过程： 精原细胞（2N) 有丝分裂 第一阶段（初级精母细胞形成期）多个精原细胞（2N) 染色体复制 初级精母细胞（2N) M期 第二阶段（精细胞形成期）细胞核 精子头的主要部分高尔基体精子头部的顶体中心体精子的尾线粒体线粒体鞘其他物质原生质滴（球状，最后脱落）次级精母细胞（N) M期 精细胞（N)变形 第三阶段 精子（N) （变形期）（2）卵子的发生：场所：卵巢、输卵管 时期：性别分化以后（胎儿期、初情期后）形态：卵细胞的外面包围着透明带，透明带的外面包围着卵丘细胞群，叫放射冠过程： 卵原细胞（2N) 有丝分裂 多个卵原细胞（2N) 胎儿期（卵巢）染色体复制初级卵母细胞 （2N)马排卵 M期（排卵前后完成） 绵羊、牛、猪 次级卵母细胞（N) 第一极体 初情期后 M期（受精） 卵细胞（N) 第二极体 退化消失（3）精子和卵细胞发生上比较比较项目精子卵细胞相同点最初阶段均进行有丝分裂，不断增加原始生殖细胞的数量；都经过减数分裂（M和M）才能形成精子和卵子。不同点场所精巢（睾丸）卵巢、输卵管准备时期初情期卵泡的形成和卵巢内的储备是在出生前完成细胞质的分裂方式均等不均等子细胞的数目4个精细胞1个卵细胞+3个极体分裂的连续性连续不连续是否需要变形需要不需要2、受精作用（1）概念: 指精子和卵细胞结合形成合子（即受精卵）的过程。（2）场所：输卵管（3）过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段受精前的准备阶段：a精子获能：精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力b卵子的准备：卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。受精阶段：顶体反应（精子顶体内的顶体酶释放出来，形成溶解通道，使精子 穿过透明带和放射冠的现象）透明带反应（当精子穿过放射冠，立即与透明带接触，当精子穿过 透明带并接触卵黄膜时，透明带立即封闭，这个反应称为透明带反应）雄原核形成：精子入卵后，尾部脱落，原有核膜破裂，形成雄原核雌原核形成：被激活的卵子完成减数第二次分裂，排除第二极体，形成雌原核卵黄膜封闭作用 （当第一个精子进入卵黄膜时，会引起卵黄膜的紧 缩、增厚，这个现象叫卵黄膜封闭作用） 原核形成 配子结合受精完成的标志: 在透明带和卵黄膜的间隙观察到两个极体时，表示受精完成。受精作用完成的实质是雌雄原核融合成合子受精作用的意义：维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。3、胚胎发育的基本过程（1）生物个体发育： 生物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育 （2）早期胚胎发育：场所：输卵管、子宫 有丝分裂，透明带内进行 细胞数量增多，但胚胎的总体体积不增加或略有缩小。过程：受精卵 （生物个体发育的起点）特点：卵裂期 1632个细胞，形成致密的细胞团，形似桑椹 此时的每个细胞都是全能性细胞特点：桑椹胚滋养层 内细胞团胎膜和胎盘胎儿的各种组织 细胞开始出现分化 出现囊胚腔 发生孵化 特点： 囊胚 滋养层 外胚层：由内细胞团表层的细胞发育而成 中胚层 内胚层：由内细胞团表层以下的细胞发育而成 原肠腔：由内胚层包围而成特点： 原肠胚 胎儿形成二、 胚胎工程的主要技术胚胎工程的概念：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、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。操作对象生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞操作原理（理论基础）哺乳动物受精过程早期胚胎的发育规律技术手段体外受精（人工授精）、胚胎的早期培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等操作结果生产后代，满足人类需求1、 体外受精和胚胎的早期培养试管动物技术：是指通过人工操作使卵子和精子在体外培养条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。（1）过程: 假阴道法手握法电刺激法方法 注射促性腺激素（超数排卵） 屠宰母畜卵巢中采集 活体采卵 方法 采集卵母细胞 采集精子 培养法化学诱导法（肝素或钙离子溶液） 方法 体外培养 体外培养 精子体外获能 M中期卵子 获能的精子 两盐：有机盐和无机盐两素：维生素和激素两酸：氨基酸和核苷酸一清：动物血清培养液成分 体外受精（受精卵） 早期胚胎培养（早期胚胎） 胚胎移植 受体雌性动物的子宫 分娩 新个体(2) 受精：获能的精子和培养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。(3)胚胎的早期培养的目的：检查受精状况和受精卵的发育能力 使胚胎发育到适宜的阶段进行胚胎移植或冷冻保存2、胚胎移植(1)胚胎移植概念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，使之继续发育为新个体的技术。 操作对象：早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚 胎 供体：提供胚胎的个体 受体：接受胚胎的个体 地位：胚胎移植技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序” 胚胎移植的优势：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发雌性优良个体的繁殖能力。(2) 生理学基础：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提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。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提供了可能。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。(3) 基本程序：供体和受体的选择和处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。对胚胎进行移植以胎移植后的检查。(4) 胚胎移植的本质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的置换，胚胎本身遗传物质不改变。是提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。（5）成功的关键：同种雌性受体和供体之间进行 受体和供体生理状态相同（6） 意义： 加速育种工作和品种改良 大量节省购买种畜的费用 一胎多产保存濒危物种大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力（7）比较克隆动物、试管动物、转基因动物的区别比较项目克隆动物试管动物转基因动物生物技术体细胞核移植技术早期胚胎培养胚胎移植体外受精早期胚胎培养胚胎移植基因重组技术早期胚胎培养胚胎移植遗传物质核基因、质基因双亲性状目的性状、双亲性状生殖方式无性生殖有性生殖有性生殖3、胚胎分割(1)概念：是指采用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)选择的胚胎：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚(3)主要仪器设备：切割工具有切割针和切割刀 主要仪器设备有体视显微镜、显微操作仪和倒置显微镜(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，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(5)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。4、胚胎干细胞（1）概念：简称ES或EK细胞，由早期胚胎或原始性腺中分离出来。（2）特点：形态上，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在体外培养的条件下，可以