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1、專題3胚胎工程(一)生殖細(xì)胞的發(fā)生和受精作用1. 精子與卵細(xì)胞的發(fā)生過程(1) 精子的發(fā)生:精原細(xì)胞先進(jìn)行 分裂后進(jìn)行分裂;變形過程中,_ 為精子頭的主要部分, 發(fā)育為頂體,演變?yōu)榫拥奈玻琠 在尾基部形成線粒體鞘膜,其他物質(zhì)濃縮為 直至脫落。為精子運動提供能量(2) 卵子的發(fā)生:卵原細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成 被卵泡細(xì)胞包圍,減數(shù)第一次分裂在成,形成次級卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入準(zhǔn)備受精;減數(shù)第二次分裂是在 _過程中完成的。(3)精子與卵細(xì)胞發(fā)生過程比較項目精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程發(fā)生場所發(fā)生時間發(fā)生過程是否連續(xù)是否變形2.受精作用:(1)受精場所:是母體的 (2)受精前的準(zhǔn)備a. (在雌性動物生殖
2、道內(nèi));b. 卵子的準(zhǔn)備(排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到 才具備受精能力);(3) 受精過程卵子周圍的結(jié)構(gòu)由外到內(nèi): 、,A:精子釋放頂體酶溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),穿越放射冠。B :頂體酶可將透明帶溶出孔道,精子穿入,在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)它是防止多精子入卵受精的第 道屏障;C:精子外膜和卵黃膜融合,精子入卵后,卵黃膜會拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)的過程它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;精子尾部脫落,原有核膜破裂形成雄原核, 同時卵子完成減數(shù)二次分裂,排出第二極體,形成雌原核注意:受精標(biāo)志是 的形成;受精完成標(biāo)志 (二)動物胚胎發(fā)育的基本過程1. 胚胎發(fā)育是指受
3、精卵發(fā)育成勺過程2. 胚胎發(fā)育的各個階段的特點:(1) 卵裂期:特點:細(xì)胞進(jìn)行 裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積。(2) 桑椹胚:特點:胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到 個左右時,胚胎形成致密的細(xì)胞團,形似桑椹,是_細(xì)胞。(3) 囊胚:特點:細(xì)胞開始出現(xiàn) (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)胞群稱為 ,將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成;胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)含有液體的囊腔叫 注:囊胚的擴大會導(dǎo)致透明帶的破裂,胚胎伸展出來,這一過程叫(4)原腸胚:特點:有了 的分化,內(nèi)細(xì)胞團表層的細(xì)胞發(fā)育成 下方的細(xì)胞發(fā)育成 同時具有原腸腔。(三)胚胎工程的應(yīng)用胚胎工程:指對動物早期胚胎或
4、配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),由、胚胎冷凍保存技術(shù)和 術(shù)等組成的現(xiàn)代生物技術(shù)。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:用 理,使其排出更多的卵子,然后,從 沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法:從剛 中采集卵母細(xì)胞;第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從 中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞,都要在體外經(jīng) 后,才能與獲能的精子受精。(2)精子的采集和獲能:在體外受精前,要對精子進(jìn)行 理。(3)受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在 溶液或溶液中完成受精過程。(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 中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查和。培養(yǎng)液成分
5、較復(fù)雜,除一些無機鹽和有機鹽外,還需添加 等營養(yǎng)成分,以及 等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時,可將其取出向或。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到 或階段才能進(jìn)行移植,小鼠、家兔等實驗動物可在 更早的階段移植,人的體外受精胚胎可在階段移植。)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,移植到它動物的體內(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“”,接受胚胎的個體稱為“”。(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 等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng)過 胚
6、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 ,充分發(fā)揮(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 是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了 。 、早期胚胎在一定時間內(nèi)處于 狀態(tài)。這就為。 、受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生 。這為 、供體胚胎可與受體子宮建立正常的 聯(lián)系,但供體胚胎的在孕育過程中不受影響。(4) 基本程序主要包括: 、。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,用對供體母牛做發(fā)情處理。 、配種或人工授精。 、。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置
7、,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 或 段。直接向受體移植或放入 196C的液氮中保存。 、對胚胎進(jìn)行移植。 、。對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。3. 胚胎分割(1) 、概念:是指采用機械方法將 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)。、意義:來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),屬于 殖(3) 、材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的 (桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中,細(xì)胞開始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)(4) 、操作過程:對囊胚階段的胚胎分割時,要將 均等分割,否則會影響分割后。(四) 胚胎干細(xì)胞及其應(yīng)用1. 胚胎干細(xì)胞(1) 、哺
8、乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱 ES或EK細(xì)胞,來源于 中分離出來。、具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為 小, 大,明顯;在功能上,具有發(fā)育的,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,可以而不發(fā)生,可進(jìn)行冷凍保存,也可進(jìn)行 遺傳改造。(3) 、胚胎干細(xì)胞的主要用途是:(了解) 、可用于研究哺乳動物; 、是在體外條件下研究 的理想材料,在培養(yǎng)液中加入 ,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細(xì)胞分化,這為揭示的機理提供了有效的 手段; 、可以用于治療,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 的特性,移植ES細(xì)胞可使的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能;
9、 、隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展,通過 ES細(xì)胞,定向培育出 ,用于,解決供體器官不足和器官移植后 的問題。(一)生殖細(xì)胞的發(fā)生和受精作用1. (1)有絲減數(shù)細(xì)胞核高爾基體中心體線粒體原生質(zhì)滴線粒體(2) 初級卵母細(xì)胞卵巢輸卵管精子和卵子結(jié)合(3)睪丸的曲細(xì)精管 卵巢和輸卵管初情期開始直到生殖機能衰退胎兒期產(chǎn)生卵母細(xì)胞,排卵進(jìn)入初情期 是否 是 否2. ( 1)輸卵管(2)a精子獲能b 減數(shù)第二次分裂中期(3)放射冠透明帶卵黃膜A頂體反應(yīng)B透明帶反應(yīng)一 C 卵黃膜反應(yīng)(或卵細(xì)胞膜反應(yīng))第二極體的出現(xiàn)(或在透明帶和卵黃膜之間出現(xiàn)兩個極體)雌雄原核形成合子(二)動物胚胎發(fā)育的基本過程1. 早期胚胎2.
10、( 1)有絲分裂 并不增加 或略有減?。?) 32全能(3) 分化內(nèi)細(xì)胞團 胎膜和胎盤囊胚腔 孵化(4) 胚層外胚層 內(nèi)胚層(三)胚胎工程的應(yīng)用體外受精,胚胎移植,胚胎分割,胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)1. ( 1)促性腺激素 輸卵管 屠宰母畜的卵巢 活體動物的卵巢人工培養(yǎng)成熟(2)獲能 (3)獲能 專用的受精(4)發(fā)育培養(yǎng)液 受精狀況 受精卵的發(fā)育能力維生素、激素、氨基酸、核苷酸血清受體移植冷凍保存桑葚胚囊胚816個細(xì)胞2. (1)同種的、生理狀態(tài)相同的雌性 供體 受體(2) 供體本身的繁殖周期雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。(3) 生理變化 相同的生理環(huán)境、游離胚胎的收集提供了可能免疫排斥反應(yīng)胚胎在受體的存活提供了可能。生理和組織遺傳特性(4)對供、受體的選擇和處理 同期發(fā)情處理 促性腺激素對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存桑椹
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