胚胎工程专题复习

胚胎工程专题复习胚胎工程胚胎工程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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。•操作对象：•技术手段：•理论基础：早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律体内受精和早期胚胎发育一、精子和卵细胞的发生精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形1.细胞核2.高尔基体3.中心体4.线粒体5.细胞内其他物质精子的头部精子头部的顶体精子的尾部线粒体鞘原生质滴(球状,最后脱落)精细胞变形总结：卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞第二极体卵子卵子发生过程MⅡ胎儿时期完成初情期至生殖衰退期受精过程中完成要变形不变形睾丸内完成卵子和精子的发生主要不同点1个卵子和3个极体4个精子卵巢和输卵管胎儿期(先天的)变形子细胞的数目卵子精子场所发生时间形状蝌蚪形球形二、受精：1、概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。2、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在输卵管内完成的。精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。准备阶段1：精子获能4.过程：卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到MⅡ中期，才具备与精子受精的能力。准备阶段2：卵子的准备二）受精阶段包括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。哺乳动物受精过程示意图1)精子穿越放射冠和透明带顶体反应透明带反应(第一道)2)精子进入卵黄膜卵黄膜封闭作用（第二道）3)原核形成雄原核和雌原核形成4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)三、胚胎发育：1、卵裂期的特点：细胞分裂方式为_______细胞数目____胚胎总体积_____或略有___每个细胞体积_____DNA数目_____有机物总量_____有丝分裂增加不增加缩小减小增加减少易错分析1.对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清(1)卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。(2)受卵膜制约,从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小,所以每个细胞体积减少。(3)伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。(4)该过程中有机物总量减少,因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂特别提醒1.体外受精时,精子与卵子在体外结合前,需要对精子进行获能处理,并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。2.胚胎发育的起点是受精卵,发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。3.桑椹胚细胞仍具有全能性,是胚胎分割的最佳时期。4.囊胚是开始分化的阶段,分化为滋养层细胞——发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞——发育成胎儿,该阶段还可进行胚胎分割。5.孵化——囊胚后期,透明带破裂,胚胎伸展出来;原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔,最后消失。体外受精和早期胚胎培养一、试管动物技术:1．试管动物技术是指：通过___________使卵子和精子在___________成熟和受精，并通过培养发育为______后再经移植产生后代的技术。2．这项技术的前期工作包括___________和___________。人工操作体外条件下早期胚胎体外受精早期胚胎二、体外受精:1．哺乳动物的体外受精主要包括___________、___________和___________等主要步骤。2．卵母细胞的采集和培养对于实验动物如小鼠、兔、猪、羊，常采用_______处理，使其排出更多的___________，然后从___________中冲取卵子。卵母细胞的采集精子的获取受精促性腺激素卵子输卵管3．精子的采集和获能:⑴收集精子的方法:⑵精子体外获能的方法①培养法：采用将精子放人人工配制的___________中使其获能。②化学诱导法：将精子放在一定浓度的___________或钙离子载体A23187溶液中，用___________诱导精子获能。4．受精：___________和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在___________或___________中完成受精。获能液肝素化学药物获能的精子获能溶液专用的受精溶液2.对胚胎工程中一些说法辨析不清。(1)精子发生场所——睾丸曲细精管;卵子的发生场所——卵巢和输卵管;受精场所——输卵管;发育场所——输卵管和子宫。(2)精子发生时间及特点——初情期后,两次分裂连续进行;卵子发生时间及特点——胚胎性别分化以后,两次分裂不连续。(3)受精的标志和受精完成的标志不是一回事。(4)胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚,可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。(5)防止多精入卵的两道屏障的名称——透明带反应和卵黄膜的封闭作用。(6)体外受精易怱视“精子获能”和“卵子成热”问题。三、胚胎的早期培养1．哺乳动物胚胎的培养液成分：2．胚胎早期培养的目的(1)精子和卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查________和___________。(2)当胚胎发育到适宜的阶段进行_______或_______。3．胚胎移植的时间(1)牛、羊一般在___________或___________进行移植。(2)人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在_______阶段移植。受精状况受精卵的发育能力桑椹胚阶段囊胚阶段受体移植冷冻保存8-16个细胞胚胎工程的应用及前景1、胚胎移植胚胎移植：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体内，使之继续发育为新个体的技术。提供胚胎特别提醒1.胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。5.冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。6.对囊胚进行分割时,要注意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。1、胚胎移植的现状和意义现状：技术方法简便、实用。奶牛：一头供体牛每年可产数十头小牛。意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。2、胚胎移植的主要生理学基础（1）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。（2）胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。（3）无免疫排斥反应。（4）供体胚胎与受体子宫可建立正常生理和组织联系，遗传特性不受影响。2、胚胎分割胚胎分割：采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。后代具有相同的遗传物质，可看成无性繁殖或克隆方法之一。仪器操作胚胎移植透明带滋养层内细胞团DNA分析显微操作仪实体显微镜胚胎干细胞：ES、EK。特性：体积小、细胞核大、核仁明显、全能性、增殖不分化。3、胚胎干细胞受精全能细胞囊胚内细胞团细胞胎儿生殖腺细胞胚胎干细胞分离培养胚胎干细胞应用（1）治疗人类顽症：如帕金森综合症、少年糖尿病等。（2）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等。（3）研究体外细胞分化。1.(2009·江苏卷,8)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是()A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中分离获取D2.(2009·海南卷,26)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂期时,才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体,则表明过程已完成。顶体酶初级中受精(3)动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用激素对供体进行处理,其目的是获得更多的,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择透过性胎进行处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于条件下。胚胎分割冷冻(或液氮)3.日前首例毛驴胚胎移植在新疆实验成功。请回答下列问题：(1)克隆动物培育过程与胚胎移植繁殖过程相比特有的技术手段是技术,这两种繁育动物的方式相比,实质性的区别为前者是,后者是。(2)一般用激素对供体母驴做超数排卵处理。(3)哺乳动物胚胎体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及等物质。核移植无性生殖有性生殖促性腺动物血清(4)如果培育转基因驴,可采用技术将药用蛋白基因导入到中,在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。(5)毛驴的胚胎能在受体母驴的子宫内存活并正常发育的生理原因是什么？。显微注射受精卵DNA分子杂交受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系解析①克隆动物培育的技术手段有:动物细胞培养、核移植、胚胎移植;胚胎移植繁殖优良动物的技术手段有：动物细胞培养、胚胎移植等。②动物克隆和胚胎分割都属于无性繁殖,这两种技术获得的动物体的遗传物质不发生改变。4.如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答：(1)超数排卵技术就是对供体母牛注射。(2)冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的冲洗出来。促性腺激素胚胎(3)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时有。(4)图中标号3为,它将来可发育为胎膜和胎盘。(5)若一次给受体移入多个胚胎,产生多个后代,其基因型都相同吗？(要求说明理由)。DE滋养层不一定相同,因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同,也可能不同5.下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答问题。(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14h,黑暗10h)饲养成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是。然后从雌鼠输卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是。再在37℃、5%CO2条件下,精卵共同作用4h,冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化,第5天后可以看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎期开始的标志。促进排卵(或超数排卵)使精子获能囊胚(2)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是。(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基因来源于。容易获得纯合子并缩短育种时间小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因。。解析胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术,实际上是动物细胞工程的拓展与延伸。(1)光照长短是影响小鼠发情的主要环境因素,在卵巢的正常活动下,光照对外源基因的插