胚胎工程知识梳理

高考生物一轮复习第三期现代生物科技专题

专题聚焦三细胞工程

一、体内受精与早期胚胎发育

1.精子与卵子的发生

2.受精作用

（1）受精作用的场所：输卵管

（2）受精前准备：

①精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。

原因：精液由精子和精浆两部分组成。精浆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。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。

②卵子的准备：在输卵管中发育到件数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。（3）受精阶段：

第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，透明带反应式防止多精入卵的第一道屏障。

第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应式防止多精入卵的第二道屏障。

第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。

第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子，即受精卵。

3.早期胚胎发育过程：

受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体

（1）哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中开始的，一般到桑椹胚进入子宫，囊胚器着床。

（2）卵裂：卵裂方式是有丝分裂

（3）囊胚期：其内的内细胞天细胞具有发育全能性，能分化出幼体动物的所有组织器官。（4）原肠胚：出现了外胚层、中胚层、内胚层和原肠腔。

二、体外受精与胚胎的早期培养

1.体外受精的原理：

人工模拟体内环境（包括营养、温度、pH等），使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。

2.体外受精主要操作步骤：

（1）精子的采集和获能：

精子的采集方法：假阴道法、手握法、电刺激法等。

精子获能方法：获能液培养法和化学诱导法。

（2）卵母细胞的采集：

①对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲去卵细胞，直接与获能的精子在体外受精。

②对大型动物一般从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。

3.早期胚胎培养

（1）培养目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。

（2）培养液成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。（3）胚胎去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。

三、胚胎移植及胚胎分割移植

1.胚胎移植

（1）概念：指将雌性动物的早期胚胎，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踢被，使之继续发育为新个体的技术。

（2）胚胎移植的基本程序：

对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理

↓

用激素对供体母牛进行超数排卵处理

↓

超数排卵的母牛发情后，选择同种

优秀的公牛进行配种或人工受精

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冲卵：胚胎的收集

↓

冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎

应发育到桑椹胚或囊胚阶段，并培养或保存

↓

胚胎移植

↓

对受体母牛是否妊娠进行检查

↓

受体母牛产下胚胎移植的犊牛

（3）胚胎移植的生理学基础

①哺乳动物排卵后，同种供受体生殖器官的生理变化是相同的，这是胚胎能够移入受体的生理基础。

②早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，而是处于游离状态，这是胚胎收集的生理基础

③受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎在受体内能够存活的生理基础。

④供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎的遗传特性，这是供体胚胎正常发育的生理基础。

（4）实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。

（5）优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。

（6）胚胎移植成功与否的条件：

①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。

②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。

（7）胚胎移植的意义：

①加速育种工作和品种改良；

②大量节省购买种畜的费用；

③一胎多产；

④保存品种资源和濒危物种；

⑤可充分发挥优秀个体的繁殖潜能，缩短繁育周期，增加一生繁殖的后代数量。

2.胚胎分割

（1）概念：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。

（2）材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。

（3）使用仪器：实体显微镜和显微操作仪。

（4）实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆，所以后代具有相同的遗传物质。

（5）注意：对囊胚分割时，注意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。

四、试管动物与克隆动物比较

1.概念：

也叫ES细胞，是由早期胚胎（囊胚）的内细胞团或早期性腺中分离出来的一类细胞。

2.特点：

（1）形态：体积小、细胞核大、核仁明显。

（2）功能：具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，也可以进行遗传改造。

（3）体外培养ES细胞可以增殖而不分化。对它可进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3.种类