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专题3胚胎工程
一、知识网络
时间:初情期以后
场所:睾丸曲细精管二者重要区别:
体精子的发生哺乳动物卵泡
内过程:三个阶段的形成和在卵
受巢内的储备是
精在出生前完成
和时间:性别分化以后的,而精子是从
早卵子的发生场所:卵巢输卵管初情期开始的
期过程
胚受精前的准备阶段准备阶段1:精子获能
胎受精准备阶段2:卵子的准备
发受精阶段:顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用
育胚胎发育:受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚
试管动物技术:是指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
胚
胎
工程
①促性腺激素处理
卵母细胞的采集和培养
②超声波探测仪、内窥镜等
①假阴道法
体外采集②手握法
体受精精子的采集和获能③电刺激法
外
受获能①培养法
精②化学法
和受精:获能的精子和培养成熟的卵子发生作用
早
期培养液成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、
胚早期胚氨基酸、核苷酸、血清等
胎胎培养不同动物胚胎移植时间不同
培定义
养现状和意义
胚胎移植生理学基础:与供体、受体的生理状况有关
胚胎工程的基本程序
应用及前景定义
胚胎分割
设备:实体显微镜和显微操作仪
定义:由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。
胚胎干细胞应用
、卵子的发生
两者都是在生殖器官内,经过减数分裂而形成的。关于两者的区别应注意以下几点:
(1)卵泡的形成和卵巢内的储备,是在出生前完成的,这是两者在发生上的重要区别,但不是唯一区别。
(2)精子的发生中减数分裂的两次分裂是连续的,在曲细精管内进行的,场所是唯一的。卵子发生减数分裂的两次分裂是不连续的,第一次是在卵巢内完成,形成的次级精母细胞和第一极体进入输卵管,与精子的结合过程中完成第二次减数分裂。因此,场所在卵巢和输卵管两处,也不是唯一的。
(3)减数分裂中细胞质的分配、形成成熟性生殖细胞的数目、是否需要变形,都是两者在发生上的区别。
现将二者的发生比较如下:
项目
精子发生
卵子发生
区别
场所
睾丸的曲细精管(场所惟一)
卵巢(MI)、输卵管(MII)
(场所不惟一)
时间
初情期后
性别分化后开始,卵泡(含次级卵母细胞和第一极体的形成)的形成和在卵巢内的储备,是在出生前(胎儿时期)完成的,减II是在精子和卵子的结合过程中(即受精过程中)完成的
过程特点
①MI和MII是连续的,需要变形
②细胞质均等分配
①MI和MII是不连续的,不需要变形
②细胞质不均等分配
结果
形成4个精子
形成一个卵细胞和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
①成熟的精子并不代表具有受精的能力,必须获能后才具备受精能力,刚刚排出的精子,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,这一现象称为精子获能。
②排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异,但只有达到减II中期时,才具备与精子受精的能力。
③对于受精阶段的理解,要先弄清卵母细胞的层层基本结构,才能掌握精子穿行的路线和发生的反应。
④对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开,受精的标志是第二极体的形成,受精完成的标志是雌雄原核融合成合子。雌雄原核不能理解成卵子、精子原来的细胞核,而是在原来细胞核的基础上形成的新核,原核膜已破裂。
⑤受精卵中的遗传物质中,核遗传物质一半来自精子(父方),一半来自卵子(母方),
质遗传物质几乎全来自卵子。
精子和卵子受精后,应将受精卵放入发育培养液中继续培养。
(1)发育培养液
①用途:精子和卵子在体外受精后,用于受精卵的继续培养。
②成分:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清等。
(2)过程(以牛为例)
大致为:体外受精→良种牛早期胚胎→胚胎移植→健康受体牛→良种犊牛→成熟期牛
(1)实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。这是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2)基本程序
下面以牛胚胎移植为例,移植的基本程序如下:
(3)胚胎移植成功与否的两个条件
一是胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这是因为,同种动物之间的生理特征相近,进行胚胎移植易于成功。在这里同“种”是指同“物种”。例如:加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛,生出了荷斯坦奶牛。
二是进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
(1)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,具有胚胎细胞的特性。
它能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能和无限增殖的能力,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞系。因此,它是唯一不死的全能或多能细胞,并能够无限分化,它能制造机体需要的全部细胞。
(2)应用前景
ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一,在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。
①ES细胞可用于治疗人类的某些顽症
利用ES细胞可以被诱导分化成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
②培育成组织器官,用于器官移植。
③对ES细胞的培养和诱导,为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。
④ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。