高中生物选修3胚胎工程

根据我四年高中经历和三个名师教学经历所梳理出的选修3胚胎工程必考知识点

胚胎工程

• 操作
  • 操作对象 早起胚胎或配子
  • 操作手段 多种显微操作和处理技术
• 基础环节
  • 胚胎移植技术
• 主题
• 体内受精和早期胚胎发育
  • 概念
    • 胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
  • 精子的发生
    • 时间
      • 初情期开始到生殖机能衰退
    • 演变过程
      • 细胞核变为头
      • 高尔基发育为头部顶体
      • 中心体演变为尾
      • 线粒体形成线粒体鞘
      • 其他物质形成原生质滴
  • 卵子的发生
    • 时间
      • 性别分化以后
    • 开始部位
      • 胎儿卵巢
        • 演变
          • 卵原细胞通过有丝分裂形成初级卵母细胞
          • 卵母细胞被卵泡包围形成卵泡
    • 减数第一次分裂
      • 完成时间
        • 排卵前后
      • 结果
        • 产生一个次级卵母细胞和第一极体
    • 减数第二次分裂
      • 时间
        • 精子和卵子结合过程中完成
  • 受精
    • 概念
      • 子和卵子结合形成合子的过程
    • 受精前的准备阶段
      • 精子获能
        • 在雌性动物生殖道发生相应生理变化，获得受精能力
      • 卵子的准备
        • 初级卵母细胞
          • 马 犬
        • 次级卵母细胞
          • 猪羊
    • 受精阶段
      • 精子穿越放射冠和透明带
        • 顶体反应
        • 透明带反应
          • 防止多个精子进入透明带 引起多精入卵的第一道屏障
      • 进入卵细胞膜
        • 卵细胞膜反应
          • 多精入卵的第二道屏障
      • 原核的形成和融合
        • 尾部脱离→形成新核膜(比原来大)(雄原核) →完成第二次减数分裂→形成雌原核
  • 胚胎发育
    • 卵裂期
      • 在透明带内进行的胚胎发育
      • 囊胚以前
      • 特点
        • 细胞分裂方式为有丝分裂细胞数量不断增加， 胚胎的总体积并不增加或略有缩小
    • 桑葚胚
      • 每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能属于全能细胞
    • 囊胚
      • 内细胞团
        • 个体较大发育为胎儿的各种组织
      • 滋养层细胞
        • 沿透明带内壁扩展排列 个体较小 胎膜和胎盘
      • 孵化
        • 透明带破裂胚胎从中伸展出来
    • 原肠胚
      • 外胚层
      • 内胚层
• 体外受精
  • 试管动物技术
    • 通过人工操作使精子和 卵子在体外条件下成熟和受精， 通过培养发育为早期胚胎后， 经移植产生后代的技术
  • 卵母细胞的采集
    • 超数排卵法
      • 对象
        • 实验动物 小鼠兔猪羊
      • 促性腺激素
    • 活体取卵法
      • 屠宰场中以已屠宰母畜的卵巢中
      • 借助超声波探测仪 内窥镜 腹腔镜
    • 卵母细胞的培养
      • 都要在体外人工培养成熟后才能与精子受精
  • 精子的获取
    • 假阴道法
      • 模仿雌性动物阴道环境
    • 手握法
      • 适用于体型较小易于控制的家畜
    • 电刺激法
      • 用于野生或经济动物
    • 精子获能处理
      • 培养法
        • 人工配制的获能液
          • 啮齿动物兔猪
      • 化学诱导法
        • 一定浓度的肝素
        • 钙离子载体a23187溶液
          • 牛羊
  • 受精
    • 获能溶液或专用的受精溶液
      • 精子和卵子放于培养液小滴内培养一段时间
  • 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
      • 除无机盐有机盐外，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
        • 两盐两酸两素一清
    • 去向
      • 向受体移植
        • 移植时间
          • 不同动物胚胎移植时间不同
            • 牛羊
              • 桑椹胚和囊胚
            • 老鼠家兔
              • 更早的阶段
            • 人的体外受精胚胎
              • 八到十六个细胞阶段
      • 冷冻保存
• 胚胎移植
  • 概念
    • 将雌性动物体内的早期胚胎，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，继续发育为新个体的技术。
      • 转基因 核移植 胚胎分割
  • 实质
    • 生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
    • 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
    • 无性繁殖
      • 胚胎分割
      • 胚胎移植
      • 核移植
      • 植物体细胞杂交
      • 植物组织培养
  • 胚胎移植的优点
    • 充分发挥雌性优良个体繁殖潜力
    • 缩短供体本身繁殖周期
  • 生理学基础
    • 能移植
      • 发情排卵后，一段时间内，同种动物供受体生殖器官生理变化相同
    • 能收集
      • 早期胚胎形成后，一定时间内不会与母体子宫建立组织上联系处于游离状态
    • 能存活
      • 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
    • 能发育
      • 可与受体子宫建立正常生理和组织联系
      • 供体胚胎遗传特性在孕育过程中不受任何影响
  • 基本程序
    • 对供受体的选择和处理
      • 供体要求
        • 遗传性能和生产性能优秀的个体
      • 受体要求
        • 健康体质和正常繁殖能力的个体
      • 同期发情处理
        • 孕激素
      • 对供体母牛超数排卵处理
    • 配种或人工授精
      • 选择同样优秀的公牛
    • 胚胎的收集，检查，培养或保存
      • 配种或输精后的第七天
      • 冲卵:供体母牛子宫内的早期胚胎
      • 胚胎质量检查
        • 目的
          • 观察是否发育正常
        • 桑椹胚或囊胚
      • 去向
        • 向受体移植
        • -196度液氮
      • 对胚胎进行移植
        • 手术法
          • 胚胎注入子宫角
        • 非手术法
          • 装有胚胎的移植管 送入受体母牛子宫
    • 移植后的检查
      • 受体母牛是否妊娠
• 胚胎分割
  • 优点
    • 提高胚胎利用率
  • 概念
    • 采用机械方法将早期胚胎切割成两等分四等分经移植获得同卵双胎或多胎的技术
  • 理论基础
    • 动物胚胎细胞的全能性
  • 仪器设备
    • 实体显微镜
    • 显微操作仪
  • 对象
    • 桑椹胚或囊胚
  • 操作过程
    • 移入盛有操作液的培养皿→ 分割针或分割刀分割→ 吸出半个胚胎→注入空透明带
      • 注意
        • 囊胚阶段内细胞团均等分割， 否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
        • 影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
    • 性别鉴定
      • 滋养层细胞观察性染色体大小形态判断性别
• 胚胎干细胞
  • 概念
    • es或ek细胞
    • 早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞
  • 特点
    • 形态
      • 体积小细胞核大核仁明显
    • 功能
      • 具有发育的全能性
    • 体外培养条件下可以增殖不发生分化
      • 可以进行冷冻保存
      • 可以进行遗传改造
  • 用途
    • 治疗人类某些顽症
      • 由于细胞坏死退化功能异常引起的疾病
        • 帕金森综合症
        • 少年糖尿病
        • 老年痴呆症
      • 原理
        • es细胞被诱导分化为新的组织细胞
    • 体外诱导分化
      • 培育人造组织器官
        • 解决
          • 供体器官不足
          • 器官移植后免疫排斥
    • 研究体外细胞分化
      • 不分化状态 :在饲养层细胞上 添加抑制因子培养液中
      • 分化诱导因子
        • 牛磺酸
      • 意义
        • 揭示细胞分化细胞凋亡的机理提供有效手段
    • 个体发生和发育规律研究
      • 将带有遗传标记的es细胞注入早期胚胎的囊胚腔 ，通过组织化学染色了解es细胞的分化特点
• 排卵是指卵子从卵泡中排出
• 完成受精和受精作用完成不同
  • 完成受精标志
    • 当在卵细胞膜和透明带间隙可以观察到两个极体时说明已经完成受精
  • 受精作用完成
    • 雌雄原核融合
• 饲养层细胞
  • 输卵管上皮细胞
  • 营养细胞
• SPY-PCR
  • 原理
    • 分子生物学
  • 操作过程
    • 提取DNA用y染色体上性别决定基因 (即SPY基因的一段碱基)
    • 用胚胎细胞中DNA为模板进行PCR扩增
    • 最后用SPY特异性探针对扩增产物进行检测 (DNA分子杂交技术)
  • 结果
    • 阳性
      • 雄性
    • 阴性
      • 雌性
  • 优点
    • 检测时间短
    • 对胚胎损伤小
    • 取样少