高中生物-专题3《胚胎工程》知识点讲课教案.doc

胚胎工程
一、精子与卵细胞发生上的区别与联系
项目
精子发生
卵子发生
区别
场所
睾丸曲细精管（场所唯一）
卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）
时间
初情期后,直到生殖机能衰退
性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备，减Ⅰ在雌性动物排卵前后完成,减Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中完成的
细胞增殖方式
先有丝分裂后减数分裂
先有丝分裂后减数分裂
子细胞数目
4个
4个
过程
特点
MⅠ和M Ⅱ是连续的，需变形；细胞质均等分配
M Ⅰ和MⅡ是不连续的，不需要变形；细胞质不均等分配
结果
形成4个精子细胞
形成1个卵细胞和3个极体
相同点
原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半
精子的变形:
细胞核----------精子头的主要部分;
高尔基体--------头部的顶体;
中心体----------精子的尾;
线粒体----------聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜;
细胞内其他物质浓缩为球状-----原生质滴,随精子的成熟过程向后移动,直到最后脱落.
成熟的精子分头、颈和尾三大部分。
二、受精作用--受精的标志是在透明带和卵黄膜的空隙出现第二极体。
准备阶段:精子获能；卵子的准备(当达到减数第二次分裂的中期时,才具备与精子受精的能力)
受精过程:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜、原核形成和配子结合

三、胚胎发育
胚胎发育的过程包括卵裂期、桑葚期、囊胚期、原肠胚等时期。
卵裂期:
地点--透明带内进行
特点--有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小。
桑葚期
特点--胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。
这一阶段前的每一个细胞都具有完整胚胎的潜能,属于全能细胞
囊胚期
特点--细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，沿透明带展开和排列,个体较小的细胞,称为滋养层细胞。将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
四、体外受精
卵母细胞的采集、精子的获取和受精
（1）卵母细胞的采集方法:
实验动物如小鼠,兔及家畜等,用促性腺激素处理,排除更多的卵子后从输卵管冲取卵子。
大家畜或大型动物：从屠宰母畜的卵巢或活体卵巢中吸取
需体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精.
（2）精子的采集方法:假阴道法、手握法、电刺激法等
精子获能方法:培养法、化学诱导法
(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在8~16个细胞阶段移植。)
五、胚胎工程的应用:胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术
1、胚胎移植
(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）
地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。

(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3) 生理学基础：①动物发情排卵后，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早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
(4) 基本程序主要包括：
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
2、胚胎分割
(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
六、胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。

2、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，可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，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是：
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，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；
③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；
⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。

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