2.3胚胎工程基础知识2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

2.3胚胎工程 1、胚胎工程的概念：对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,满足人类的各种需求。 2、胚胎工程技术:体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 一 胚胎工程的理论基础 （一）.胚胎工程的理论基础：受精和胚胎早期发育 （二）受精： 精子与卵子 结合形成合子(即受精卵)的过程。 1.场所:雌性动物的输卵管内 2.过程:(1)准备阶段:精子获能和卵子的准备。(2)受精阶段: (1)准备阶段 ①精子获能: 刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后才能获得受精能力。 ②卵子的准备:动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。 (2)受精阶段: 过程 主要变化 第一步:精子穿越卵细胞膜外的结构 释放多种酶,溶解卵细胞膜外的一些结构 第二步:精子接触卵细胞膜 透明带发生生理反应(防止多精入卵的第一道屏障) 第三步:精子入卵 卵细胞膜发生生理反应(防止多精入卵的第二道屏障), 雌、雄原核形成 第四步:受精卵形成 雌雄原核靠近,核膜消失,形成合子 ①阻止多精入卵两道屏障 第一道屏障 精子接触卵细胞膜的瞬间 透明带发生生理反应 第一道屏障 精子入卵后 卵细胞膜 发生生理反应； ②受精标志是观察到两个极体或者雌、雄原核 受精完成的标志：雌、雄原核的融合，形成合子。 （三）胚胎早期发育 1.发育场所：输卵管、子宫。 2.过程： 发育过程 特点 受精卵 受精卵形成后即在输卵管内进行 有丝分裂 ，开始发育 卵裂期 分裂方式：有丝分裂 特点：在透明带中细胞数量不断增加,胚胎的总体积不增加 桑葚胚 致密的细胞团，没有分化，属于全能干细胞（胚胎干细胞） 囊胚 ①细胞开始出现分化（内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层将来发育为胎膜和胎盘）; ②出现 囊胚腔 （含有液体的腔） ③孵化：透明带破裂，胚胎从中伸展出来 原肠胚 出现胚层分化：内胚层、中胚层和外胚层 发育过 程图示 二 胚胎工程技术及其应用 一、胚胎工程技术的种类:体外受精、胚胎移植和胚胎分割。 二、体外受精 1.步骤 (1)过程A：卵母细胞的采集,从卵巢中获取后需要培养到①MⅡ期才能具有受精的能力。 (2)精子的获取过程中,采集的精液先进行②离心处理,然后再进行B精子获能后才具有受精的能力。 (3)获能的精子和成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养,进行过程C体外受精。 2.意义:①提高动物繁殖能力的有效措施。②为胚胎移植提供可用的胚胎。 三、胚胎移植 1.概念:通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，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”，接受胚胎的个体叫“受体”。 供体:提供胚胎的个体。 受体:接受胚胎的个体 2.程序(以牛胚胎移植为例): （1） 两次激素的使用:①第一次用激素:对供、受体进行同期发情处理。 ②第二次用激素:对供体进行超数排卵处理。 （2）胚胎移植过程中的两次检查: ①第一次检查:在收集胚胎后,对胚胎进行质量检查。 ②第二次检查:在胚胎移植后,对受体母牛进行妊娠检查。 3.意义: (1)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体的繁殖周期，增加供体后代数 (2)胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节,还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 4.胚胎移植的生理学基础及意义: 生理学基础 意义 哺乳动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境 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 提供胚胎收集的基础 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 提供移入胚胎存活的基础 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 提供保留遗传特性的基础 四、胚胎分割 1.概念:指采用 机械方法方法将 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。 2.原理：早期胚胎细胞具有很强的 分裂能力，并保持着细胞 全能性。 3.定位：动物的 无性 繁殖或克隆。 原因：来自同一胚胎的后代具有相同的 遗传物质 。 4.所需的主要仪器:体视显微镜和显微操作仪。操作工具：分割针或分割刀 5.操作程序: 6.意义: (1)促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代,是进行遗传学研究的宝贵材料。 (2)在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重