考点49 胚胎工程

一轮复习讲义,选修三 2018-03-14

1.精子的发生
     (1)场所:睾丸的曲细精管
     (2)精子的发生大体可以分为三个阶段

     ①第一阶段:初级卵母细胞的形成 位于曲细精管管壁的精原细胞进行数次有丝分裂,产生大量的精原细胞,其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成,进一步形成初级精母细胞。
     ②第二阶段:精子细胞的形成 初级精母细胞连续进行两次分裂(即减数分裂,包括MⅠ和MⅡ):第一次分裂产生两个次级精母细胞,每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含单倍染色体的精子细胞。
     ③第三阶段:精子变形 圆形的精子细胞经过变形,其中的细胞核变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。同时,细胞内的其他物质浓缩为球状,叫做原生质滴,随精子的成熟过程向后移动,直到最后脱落。

2.卵子的发生
     课本P62-P63
     场所:卵巢
     减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的,次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。
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,这是精子和卵子在发生上的重要区别。

3.受精
     场所:输卵管
     精子获能
     卵子的准备
     受精阶段(P64-65 重要)
     精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和融合。
     强调顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应

4.胚胎发育
     受精卵--->卵裂期--->桑椹胚期--->囊胚期--->原肠胚期
     卵裂期:细胞分裂方式为有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,或略有缩小。
     桑椹胚:32个细胞左右,这一阶段前的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。
     囊胚:细胞开始出现分化。聚集在胚胎一端,个体较大的细胞,称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。
     囊胚腔
     孵化
     原肠胚:出现胚层的分化。外胚层、中胚层、内胚层
5.体外受精
     超数排卵处理:注射促性腺激素
     同期发情处理:注射孕激素
     精子的采集:假阴道法、手握法、电刺激法
     在体外受精前要对精子进行获能处理。培养法、化学诱导法
     培养法:人工配制的获能液
     受精:获能溶液或专用的受精溶液

6.胚胎的早期培养
     胚胎的早期培养:发育培养液
     目的:检查受精状况和受精卵的发育能力
     培养液的成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质
     胚胎处理:向受体移植或冷冻保存

7.胚胎移植:是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、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。
     胚胎移植的生理学基础(重点)
     1.哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,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。
     2.哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定的时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。
     3.大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
     4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受任何影响。
     胚胎移植的基本程序
     供体:遗传性能和生产性能优秀的个体。
     受体:有健康的体质和正常繁殖能力的个体
     意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
     具体过程见课本P77

8.胚胎分割:胚胎分割是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胎的技术。
     胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一
     主要仪器设备:实体显微镜和显微操作仪
     进行胚胎分割时,应选择发育良良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
     在对囊胚阶段的胚胎进行分割是,要注意将内细胞团均等分割。

9.胚胎干细胞
     哺乳动物的胚胎干细胞简称ES细胞或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,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,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞,另外,在体外培养的条件下,ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
     胚胎干细胞的应用:
     ES细胞可以用于治疗人类的某些顽症。
     通过ES细胞体外诱导分化,还可以培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
     ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态。在培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。

10.生态工程的基本原理
     物质循环再生原理:无废弃物农业
     物种多样性原理:“三北防护林”因物种单一变成了“不毛之地”
     协调与平衡原理:氮、磷的浓度较高,引起生态系统被破坏,“三北防护林”成了“灰色长城”
     整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。反例:“前面造林,后面砍林”
     系统的结构决定功能原理:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构-,达到改善系统功能的目的。桑基鱼塘,把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统,大大提高了系统生产力。
     系统整体性原理:系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果。


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