高中生物知识点：胚胎工程

高中生物知识点：胚胎工程

胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子（针对胚胎发育过程）所进行的多种显微操作和处理技术；研究对象主要限定于高等脊椎动物，尤其是哺乳动物；重点内容包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。

（一）动物胚胎发育的基本过程

1、受精作用：成熟的精卵融合成为受精卵的过程（获能精子+减II中期的成熟卵细胞）

过程：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合

——受精时精卵质膜融合后，次级卵母细胞才最终完成减II，精卵核融合

场所：输卵管上段

2、胚胎发育：受精卵发育到幼体

胚后发育：出生到性成熟

个体发育：受精卵发育到性成熟

3、动物胚胎发育的基本过程

（1）卵裂期（2~8）：

细胞数量增加，有机物总量/总体积减小，每个细胞都具有全能性，未出现细胞分化，每个细胞都能发育成完整新个体

（2）桑椹胚（16~32）

（3）囊胚/胚泡：

细胞开始分化，形成滋养层（胚胎附属结构/胚外结构）和内细胞团（胚胎干/ES细胞，发育全能性），之间为囊胚腔

注意题目要求填写滋养层细胞还是滋养层

原肠胚：三胚层分化，其将分化成各种器官原基；

——哺乳动物胚胎有机物总量增加（胚泡期已着床），其他动物有机物减少

PS 早期胚胎（桑葚胚和早期囊胚）

（二）胚胎干细胞

1、哺乳动物胚胎干细胞来源于囊胚内细胞团（ES）或胎儿的原始性腺（EK）

2、形态特征：具有胚胎细胞的特性，体积小，核大，核仁明显，二倍体核型

功能特征：具有发育全能性

胚胎干细胞体外培养：分离早期胚胎中的内细胞团；胰酶处理解离培养

——饲养层（胚胎成纤维细胞）：促进生长，抑制分化4、胚胎干细胞的主要用途是：

①基因敲除；

②用分化诱导因子诱导胚胎干细胞定向分化，组织器官移植；

③治疗人类的某些顽疾，修复坏死或退化的部位；

④胚胎干细胞核移植，经胚激活、胚胎培养、胚胎移植；

⑤改良和创造动物新品种

胚胎工程的应用

1.体外受精

(1)卵母细胞的采集和培养：

①卵巢经促性腺激素处理超数排卵，使用超声监视器确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞（各阶段卵母细胞均有可能）

②体外培养至成熟（减II中）

(2)精子的采集和获能（获得能与卵细胞结合的能力）：获能液由相关物质组成非ATP

(3)受精：获能精子和成熟卵细胞在体外合适环境中共同培养

——试管动物/珍稀动物保护（体外受精）

Cf克隆动物（核移植）

胚胎体外培养：

（1）由于胚胎不同发育时期生理代谢需求不同，需配制一系列含有不同成分的培养液；

由于哺乳动物胚胎发育条件复杂，尚不能实现胚胎全体外培养

（2）目的：检测受精状况和受精卵的发育能力

（3）培养液成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清

（4）胚胎去向：①胚胎移植②液氮冷冻保存

胚胎移植

——胚胎可能来自受精卵/核移植/胚胎分割；8细胞期之后

(1)供体：经济价值高、遗传性状优良

受体：①同种②生理状态相同/同期发情但未配种③常见或存量大④具有健康体质和正常繁殖能力

(2) 胚胎移植的意义：大大缩短供体的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力

(3) 生理学基础：

①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。

②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。（胚胎收集）

③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。（胚胎存活）

——若同种不需接受免疫检查，若不同种需要

④供体胚胎与受体建立生理联系（仅提供胚胎发育场所），但其遗传特性不受影响

(4) 基本程序主要包括：

①对供、受体的选择和处理：

同期发情处理（激素处理）：供体促性腺激素，受体前列腺素或孕酮

超数排卵：供体促性腺激素

②配种或人工授精

③胚胎收集、检查、培养或保存：冲卵（早期胚胎）

④胚胎移植到受体的相应部位（输卵管/子宫角）

⑤移植后检查

胚胎分割（无性繁殖）

(1)意义：快速繁殖良种畜

(2)材料：卵裂球或早期胚胎

(3)操作过程（囊胚为例）：

(1)①用切割针/刀将内细胞团均等分割（否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育）

②采用酶处理将卵裂球中的细胞分散开

(2)分割的胚胎/细胞直接移植或体外培养至囊胚阶段再移植