内容正文:
(27)胚胎工程
——2024届高考生物学晨读暮诵
考点1 体内受精
一、胚胎工程
1.操作对象:生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。
2.移植过程:将胚胎移植到雌性动物体内。
3.目的:生产后代,满足人类的各种需求。
4.处理技术:体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、精子和卵子的发生
1.精子的发生
(1)场所:睾丸。
(2)时期:从初情期开始,直到生殖机能衰退。
(3)形成过程:
(4)精子的变形(包括头、颈、尾):
2.卵子的发生
(1)场所:卵巢。
(2)时期:动物的胚胎在性别分化以后。
(3)卵子发生的过程
三、受精
1.概念:精子与卵子结合形成合子的过程。
2.场所:输卵管。
3.受精标志:在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。
4.过程
(1)受精前的两个准备
①精子获能:精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此,在一般情况下,精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时,由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制,才能引起精子获能。
②卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力。
(2)受精阶段:
5.受精的标志:在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。
6.受精过程中关键点的解读
(1)刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,精子需要在雌性生殖道内发生相应的生理变化,如呼吸速率增强、膜代谢加强、运动形式改变等,然后才能获得受精的能力。
(2)精子、卵子受精过程中发生顶体反应、透明带反应和卵细胞膜反应。
(3)通过顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路。
(4)防止多精入卵有两道屏障,一是透明带反应,二是卵细胞膜反应。通过两道屏障保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性。
(5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体;受精过程结束的标志是雌、雄原核融合形成合子。
考点2 早期胚胎发育
一、卵裂期特点
项目
变化
细胞数目
增多
每个细胞体积
减小
总体积
基本不变
DNA总量
增多
每个细胞DNA
基本不变
有机物总量(能量)
减少
物质种类
增多
二、早期胚胎发育的几个阶段及特点
1.卵裂期
(1)场所:最初在输卵管,后移入子宫。
(2)分裂方式:有丝分裂。
(3)特点:卵裂速度快,细胞未生长即进入下次分裂。DNA、细胞的数量不断增加,每个细胞体积越来越小,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小,有机物的种类增加而含量降低。
2.桑椹胚
卵裂形成32个细胞左右的胚,每一个细胞都属于全能细胞。
3.囊胚
(1)组成:内细胞团(内部细胞)、滋养层细胞(外部细胞)、囊胚腔。
(2)特点:细胞已分化。
(3)分化结果:内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。
4.原肠胚:内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,出现原肠腔。
考点3 体外受精
一、试管动物技术
1.概念: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。
2.重要应用——良种培育:实现良种动物的快速大量繁殖。
3.技术手段:首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。
二、体外受精
1.基本步骤:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
2.过程
【技法提升】
一、比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点
项目
自然受精
人工授精
体外受精
不同点
过程不同
雌雄动物交配完成
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精
人工获取精子、卵子,在体外培养液中完成受精过程
场所不同
雌性动物输卵管中
雌性动物输卵管中
体外培养液中
相同点
(1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程;
(2)都是有性生殖
二、试管动物和克隆动物的比较
项目
试管动物
克隆动物
技术原理或手段
体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
细胞核的全能性、核移植、胚胎移植等
生殖方式
有性生殖
无性生殖
过程
遗传特点
继承了双亲(提供精子和卵子的个体)的遗传性状
全部性状几乎与提供细胞核的亲本一致
相同点
两者都采用了胚胎移植技术和动物细胞培养技术
考点4 胚胎移植
一、早期胚胎培养
1.培养液的成分:一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。
2.胚胎早期培养的目的
(1)精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
(2)当胚胎发育到适宜的阶段时可进行受体移植或冷冻保存。
3.胚胎移植的时间
不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植;人的