选修三专题3、4胚胎工程知识点必背.doc

专题3 胚胎工程知识点必背
胚胎工程是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，如体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。其过程实质是人工对体内受精和早期胚胎发育的模拟操作。
一、体内受精和早期胚胎发育
1、精子和卵子的发生及受精作用

(1)受精作用概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。受精场所：输卵管
(2)准备阶段：包括精子获能及卵子达到减数第二次分裂中期。
(3)受精阶段：包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，雌、雄原核形成及结合。
(4)受精过程中卵子防止多精入卵的机制：①透明带反应；②卵黄膜封闭作用。
(5)受精的标志：在透明带与卵黄膜的间隙可以观察到两个极体
受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
2、早期胚胎发育
(1)过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。
早期胚胎发育
(2)场所：输卵管→子宫
(3)图示

桑葚胚细胞还未分化，都具全能性
囊胚开始出现分化形成内细胞团和滋养层，内细胞团细胞可发育成胎儿的各种组织，具有全能性，提取内细胞团细胞培养可得到胚胎干细胞，该阶段还可进行胚胎分割。对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。
二、体外受精和早期胚胎培养
试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，
再经移植产生后代的技术。
方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从输卵管冲取精子（针对
卵母细胞的采集 实验动物，家畜猪、羊等）
方法二：从屠宰母畜卵巢中采集
方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体母畜
卵巢中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）
体外受精 卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟
精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等
精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学诱导法（通过肝素或钙离子载体A23187）
获能溶液或专用的受精溶液
受精：获能的精子 ＋培养成熟的卵子 完成受精
胚胎早期培养 条件：受精卵在发育培养液中培养
培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等

1、试管动物生产流程（注意与克隆动物区别） 2、克隆动物的培育流程

三、胚胎工程的应用及前景

1、胚胎移植
（1）概念：是指将雌性动物的早期胚胎，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。其中提供胚胎的个体叫供体，接受胚胎的个体叫受体。
（2）地位：胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最后一道“工序”
（3）意义：①加速育种工作和品种改良 ②大量节省购买种畜的费用；
③一胎多产； ④保存品种资源和濒危物种；
⑤可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力。 供体主要职能只是产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期；受体的主要任务是妊娠和育仔。
（4）生理学基础（见知识网络）
（5）基本程序：
早期胚胎培养
（1）

特别提醒 胚胎分割 无性繁殖

。
（2）

（3）

冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子

2、胚胎分割（动物无性繁殖或克隆）
（1）概念：用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
（2）仪器设备：实体显微镜和显微操作仪
（3）分割时期：桑椹胚或囊胚
（4）注意事项：①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
②分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。
③胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
（5）意义及局限：此法可由一个胚胎获得多个后代个体，大大提高胚胎的利用率
刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限。
3、胚胎干细胞
（1）概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。
（2）形态上：体积小、细胞核大、核仁明显
（3）功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；
在体外可增殖而不发生分化；可冷冻保存；可进行遗传改造 。
（4）来源：从哺乳动物的早期胚胎(囊胚的内细胞团)或从胎儿的原始性腺中分离而来
（5）应用： ①治疗人类的某些顽疾。 移植ES细胞修复坏死或退化部位，治疗人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、老年痴呆症等，目前尚未攻克。
②培育出人造组织器官，用于器官移植。ES细胞体外定向诱导分化出各种组织器官。
③研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞分化。
专题4 生物技术的安全性和伦理问题
（一）转基因生物的安全性争论 ：
转基因生物存在安全性的原因
(1)对基因的结构，基因间的相互作用及基因的调控机制了解相当有限；
(2)转移的基因虽然是功能一致的基因，但不少是异种生物的基因；
(3)外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的。
(1)基因生物与食物安全：
反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据
(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响
反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响
反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
（二）生物技术的伦理问题
(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。
否定理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)设计试管婴儿：与试管婴儿的区别。两种不同观点，多数人持认可态度。
否定理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。
肯定理由：解决不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。

设计试管婴儿
试管婴儿
技术手段
多了胚胎移植前进行遗传诊断这一环节
不需进行遗传诊断
实践应用
用于白血病、贫血病等疾病的治疗
解决不孕不育
二者都是体外受精,体外早期胚胎发育,再进行胚胎移植,从生殖方式上应为有性生殖

(3)基因身份证：
否定理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。
（三）生物武器
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度
正确看待生物技术
(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。
(2)支持治疗性克隆，反对任何生殖性克隆人实验。