高中生物选修 胚胎工程

高中生物选修 胚胎工程的思维导图，胚胎工程的理论基础指哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。胚胎工程技术的主要应用有胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。

胚胎工程

• 胚胎工程的理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
• 体内受精和早期胚胎发育。
  • 精子和卵子的发生。
    • 精子的发生。
      • 地点:睾丸
      • 时间:初情期。
      • 过程:
        • 第一阶段。（形成）
          • 精原细胞进行有丝分裂，产生大量的精原细胞。
          • 其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成，形成初级精母细胞。
        • 第二阶段（分裂）
          • 初级精母细胞连续进行两次减数分裂（MⅠ。MⅡ）
            • 第一次分裂产生两个次级精母细胞。
            • 每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含单倍染色体的精子细胞。
        • 第三阶段（变形）
          • 圆形的精子细胞进行变形: 细胞核⇨精子头的主要部分 高尔基体⇨顶体 中心体⇨尾 线粒体⇨线粒体鞘 其他物质⇨原生质滴（最后会脱落）
    • 卵子的发生。
      • 地点:卵巢
      • 时间:胚胎性别分化后
      • 过程:
        • 性别分化后
          • 卵原细胞通过有丝分裂不断增多，并进一步演变为初级卵母，这时，他被卵泡细胞包围形成卵泡。
        • 排卵前后（MⅠ）
          • MI产生一个次级卵母细胞和第一极体。进入输卵管准备与精子受精
        • 精子和卵子结合的过程中（MⅡ）
          • MⅡ中次级卵母细胞分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。
            • 判断卵子是否受精: 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。
  • 受精。
    • 定义
      • 精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
    • 地点
      • 输卵管内
    • 过程（不懂）
      • 准备阶段。
        • 1.精子获能。
        • 2.卵子的准备。
      • 受精阶段
        • ①精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿入放射冠。
        • ②精子接触透明带
        • ③精子穿过透明带，接触卵细胞膜。
        • ④精子头膨胀，同时卵子完成第二次成熟分裂，释放第二极体。
        • ⑤雌，雄原核形成。
        • ⑥核膜消失，两个原核融合。
        • ⑦第一次卵裂即将开始。
  • 胚胎发育。
    • 卵裂期
      • 胚胎在透明带内发育的时期称为卵裂期。 卵裂期特点:细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。
      • 形态:2细胞⇨4细胞......⇨桑椹胚即32（全能）细胞
    • 卵裂期后
      • 囊胚（期）
        • 细胞分化开始
        • 细胞组成逐渐出现
          • 内细胞团（大）
            • 作用:将来发育成胎儿的各种组织。
          • 滋养层细胞（小）
            • 作用:将来发育成胎膜和胎盘。
          • 囊胚腔
        • 孵化
          • 囊胚进一步扩大，导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来。
      • 原肠胚（期）
        • 两层一腔一发育
          • 内细胞团表层的细胞形成外胚层。
          • 内细胞团下方的细胞形成内胚层。
          • 由内胚层包围的囊腔叫原肠腔
          • 滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。
• 体外受精和早期胚胎培养。
  • 从试管牛说起。
    • 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。
  • 体外受精。
    • ①卵母细胞的采集和培养。
      • 小型动物
        • 激冲直:用促性腺激素处理⇨从输卵管中冲取卵子⇨直接与获能的精子在体外受精
      • 大型动物
        • ①从屠宰场卵巢中采集卵母细胞 ②借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具直接从活体动物卵巢中吸取细胞
          • 大型动物采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精
    • ②精子的采集和获能。
      • 采集方法
        • 手握法、假阴道法、电刺激法
      • 体外获能方法
        • 培养法（兔猪等）:将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中
        • 化学诱导法（牛羊）:将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中
    • ③受精。
      • 获能的精子和培养成熟的卵子，在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
  • 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，以检查受精情况和受精卵的发育能力
    • 哺乳动物胚胎的培养液成分:（双盐双素双酸一血）无机盐，有机盐，维生素，激素，氨基酸，核苷酸，血清
    • 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:牛羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段才移植
• 胚胎工程的应用及前景。
  • 胚胎工程技术的主要应用:胚胎移植，胚胎分割，体外生产胚胎技术
  • 胚胎移植。
    • 定义
      • 将雌性动物体内的早期胚胎，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。
    • 过程
    • 胚胎移植的现状和意义
      • 胚胎移植的优势:胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
    • 胚胎移植的生理学基础
      • 胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。
      • 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
        • ①哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
      • 为胚胎的收集提供了可能。
        • ②哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态。
      • 为胚胎在受体内的存活提供了可能。
        • ③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
      • ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
    • 胚胎移植的基本程序
  • 胚胎分割。
    • 无性繁殖
    • 定义
      • 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术
    • 条件
      • 桑椹胚或囊胚
    • 工具
      • 分割针或分割刀片
    • 过程注意
      • 要将内细胞团均等分割
    • 
  • 胚胎干细胞。
    • 来源
      • 哺乳动物的ES细胞（即胚胎干细胞或EK细胞），是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞
    • 特性
      • 功能上
        • 具有发育的全能性。即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞
      • 形态上
        • 体积小，细胞核大，核仁明显
      • 另外
        • 在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。（对它可以进行冷冻保存和遗传改造）
    • 用处
      • 解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
        • 通过ES细胞体外诱导分化。
      • 为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段
• 精子和卵子在发生上的重要区别:哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的。