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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題3 胚胎工程(一)動物胚胎發(fā)育的基本過程1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎,還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。2、動物胚胎發(fā)育的基本過程(1)受精場所是母體的輸卵管。受精階段第一步:精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步:精子進(jìn)入卵黃膜。卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步:合子形成。
2、雌雄原核融合形成合子(受精卵)(2)卵裂期:特點(diǎn):細(xì)胞有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小,每個細(xì)胞的體積減小,有機(jī)物總量減少。 (3)桑椹胚:特點(diǎn):胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個左右時,胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán),形似桑椹。是全能細(xì)胞。(4)囊 胚:特點(diǎn):細(xì)胞開始出現(xiàn)分化(該時期細(xì)胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。(5)原腸胚:特點(diǎn):有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。(二)胚胎干細(xì)胞1、哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞,來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表
3、現(xiàn)為體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯(蛋白質(zhì)合成旺盛);在功能上,具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外,在體外培養(yǎng)的條件下,可以增殖而不發(fā)生分化,可進(jìn)行冷凍保存,也可進(jìn)行遺傳改造。3、培養(yǎng)關(guān)鍵:需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長,但抑制其分化的一種培養(yǎng)體系。4、培養(yǎng)過程:制備飼養(yǎng)層(胚胎成纖維細(xì)胞) 培養(yǎng)胚胎到內(nèi)細(xì)胞團(tuán)突出飼養(yǎng)層 酶消化或機(jī)械剝離內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 用酶消化成單個細(xì)胞 加飼養(yǎng)層繼續(xù)傳代培養(yǎng)5、胚胎干細(xì)胞的主要用途是:可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律;是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時,就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織
4、細(xì)胞分化,這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段;可以用于治療人類的某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等;利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能;隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展,通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。(三)胚胎工程的應(yīng)用1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng):主要方法:(1):對小型動物一般采用促性腺激素處理,排卵后直接從輸卵管中沖取卵子、直接與獲能的精子在體外受精。(2)對大型動物一般采用從活體的卵巢中吸取卵母細(xì)胞,經(jīng)體外人工培養(yǎng)
5、成熟后與獲能的精子在體外受精。(2)精子的采集和獲能:在體外受精前,要對精子進(jìn)行獲能處理。(3)受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。(4)胚胎的早期培養(yǎng):精子與卵子在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜,除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分,以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植,小鼠、家兔等實(shí)驗(yàn)動物可在更早的階段移植,人的體外受精胚胎可在4個細(xì)胞階
6、段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同物種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”,接受胚胎的個體稱為“受體”。(供體為優(yōu)良品種,作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種。)地位:如轉(zhuǎn)基因、核移植,或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。(2)胚胎移植的意義:大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。(3)生理學(xué)基礎(chǔ):動物發(fā)情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。
7、這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括:對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體,有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。配種或人工授精。對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。對胚胎進(jìn)行移植。移植后的檢查。對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割(1)概念:是指采用機(jī)械方法將早期胚胎(不包括原腸胚,因?yàn)樵c胚時內(nèi)細(xì)胞團(tuán)已經(jīng)分化)切割2等份、4等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2)分割方法:機(jī)械法(卵裂球):切割針或切割刀 酶處理法(卵裂球或囊胚) (注意:桑椹胚和囊胚移植到子宮中,其余移植到輸卵管內(nèi))(3)意義:來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),屬于無性繁殖
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