生物選修3胚胎工程

..[胚胎工程]包含次級(jí)知識(shí)點(diǎn)：精子和卵子的發(fā)生、受精、胚胎發(fā)育知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、精子和卵子的發(fā)生<哺乳動(dòng)物>1.精子的發(fā)生<1>場(chǎng)所：睪丸的曲細(xì)精管是產(chǎn)生精子的場(chǎng)所。<2>時(shí)期：從初情期開(kāi)始,直到生殖機(jī)能衰退。<3>過(guò)程：精子發(fā)生的過(guò)程大體可以分為三階段第一階段——初級(jí)精母細(xì)胞的形成位于曲細(xì)精管管壁的精原細(xì)胞先分裂成為兩個(gè)細(xì)胞,然后繼續(xù)進(jìn)行數(shù)次有絲分裂,產(chǎn)生多個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。第二階段——精子細(xì)胞的形成一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞→兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞→兩個(gè)含單倍染色體的精子細(xì)胞。第三階段——精子細(xì)胞變形為精子精子細(xì)胞的細(xì)胞核變?yōu)榫宇^主要部分,高爾基體發(fā)育為頭部的頂體,中心體演變?yōu)榫拥奈?線(xiàn)粒體聚集在尾的基部形成線(xiàn)粒體鞘膜。同時(shí),細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為球狀形成原生質(zhì)體,隨精子的成熟過(guò)程向后移動(dòng),直到最后脫落。<4>精子的形態(tài)：外形似蝌蚪,分為頭、頸和尾三大部分。不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似,大小略有不同,與動(dòng)物的體型大小無(wú)關(guān)。2.卵子的發(fā)生<1>場(chǎng)所：卵巢和輸卵管。<2>時(shí)期：胎兒期性別分化后即開(kāi)始。<3>過(guò)程：雌性胎兒卵巢內(nèi)的卵原細(xì)胞通過(guò)有絲分裂增加其數(shù)量,演變?yōu)槌跫?jí)卵母細(xì)胞,被卵泡細(xì)胞包圍形成卵泡。初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂變?yōu)槌墒斓穆炎?。減數(shù)第一次分裂時(shí)間是在排卵前后完成的,結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體。減數(shù)第二次分裂時(shí)間是在精子和卵子結(jié)合過(guò)程中完成的,結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第二極體如下圖所示：精子的發(fā)生與卵子的發(fā)生的比較二、受精1.成熟的精子并不代表具有受精能力,必須獲能后方才具備受精能力。2.動(dòng)物排出的卵子并未成熟且成熟程度因動(dòng)物種類(lèi)不同而異,但只有達(dá)到MⅡ分裂的中期時(shí),才具備與精子受精的能力。3.卵子完成受精的標(biāo)志是卵黃膜的透明帶的間隙可以觀(guān)察到兩個(gè)極體。4.受精過(guò)程的三大反應(yīng)作用不同：頂體反應(yīng)可使頂體內(nèi)酶釋放出來(lái),以溶解放射冠卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),形成精子穿越放射冠的通路;透明帶反應(yīng)是精子借頂體酶作用穿越透明帶后與卵黃膜接觸瞬間產(chǎn)生的,阻止后來(lái)精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng),是為防止多個(gè)精子進(jìn)入受精卵的第一道屏障;卵黃膜封閉作用則是精子入卵后卵黃膜發(fā)生的拒絕其他精子入卵的生理反應(yīng),此為防止多精入卵的第二道屏障。5.受精卵中的遺傳物質(zhì)中,核遺傳物質(zhì)一半來(lái)自精子<父本>,一半來(lái)自卵子<母體>,質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎全來(lái)自卵子。三、胚胎發(fā)育1.動(dòng)物個(gè)體發(fā)育過(guò)程2.胚胎發(fā)育<1>起點(diǎn)是受精卵分裂,在輸卵管內(nèi)完成受精作用時(shí)即已開(kāi)始。<2>卵裂期的特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增加,但胚胎總體積并不增加或略縮小,因此每個(gè)細(xì)胞的體積會(huì)隨分裂的進(jìn)行不斷縮小,但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。<3>桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化,細(xì)胞全能性最高,是胚胎分割的最佳時(shí)期。<4>桑椹胚至囊胚的發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞開(kāi)始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。[胚胎工程]包含次級(jí)知識(shí)點(diǎn)：卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精、胚胎的早期培養(yǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、體外受精哺乳動(dòng)物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等主要步驟。1.卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)。采集的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。2.精子的采集收集精子的方法有假陰道法、手握法和電刺激法等。3.精子的獲能4.受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子,一般可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。二、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,哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜,除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類(lèi)外,還需添加維生素、激素、氨基酸等營(yíng)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(shí),可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段進(jìn)行移植。人的體外受精胚胎,可在4個(gè)細(xì)胞階段移植。比較試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物[胚胎工程]包含次級(jí)知識(shí)點(diǎn)：胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、胚胎移植1.概念：胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。<1>胚胎的來(lái)源：①雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎;②通過(guò)體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到;③其他方式,如通過(guò)哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植培養(yǎng)獲得。<2>對(duì)受體的要求：①同一物種;②與供體處于相同的生理狀態(tài);③雌性動(dòng)物。<3>胚胎的移植方法：手術(shù)法和非手術(shù)法兩種。<4>在胚胎工程中所處的位置：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道"工序"。<5>實(shí)質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。2.意義：進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛能。在這項(xiàng)技術(shù)中,供體的主要職能變?yōu)橹划a(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎,繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔的任務(wù)由受體取代,這就大大縮短了供體本身的繁殖周期。同時(shí),在對(duì)供體施行超數(shù)排卵處理后,可獲得多枚胚胎,經(jīng)移植可得到多個(gè)后代,使供體一次生產(chǎn)下的后代數(shù)是自然繁殖的十幾倍到幾十倍。3.生理學(xué)基礎(chǔ)<1>哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后,不管是否妊娠,在一段時(shí)間內(nèi),同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。<2>哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài),這就為胚胎的收集提供了可能。<3>受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。<4>供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但移入受體的供體胚胎的遺傳特性,在孕育過(guò)程中不受任何影響。4.下圖為基本程序圖解<以牛胚胎移植為例>二、胚胎分割1.胚胎分割可以看做動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆。生物的無(wú)性繁殖方式統(tǒng)稱(chēng)為克隆。就胚胎分割技術(shù)本身而言,是將同一胚胎分割成幾部分,借助胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生遺傳物質(zhì)完全相同的后代,是一種無(wú)性繁殖的方式,因此,也屬于動(dòng)物克隆的一種方式。2.進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí),務(wù)必將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。三、胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞,包括人類(lèi)早期胚胎的囊胚內(nèi)細(xì)胞群。胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性。胚胎干細(xì)胞能長(zhǎng)期維持未分化狀態(tài),又有全能分化的潛能和無(wú)限增殖的能力,在體外培養(yǎng)時(shí)仍能維持正常和穩(wěn)定的染色體組型