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从受精卵发育为一个新个体历经复杂的演变过程,包括细胞增殖、死亡、分化、识别、迁移和功能表达,以及组织和器官的形成等。这些变化具严密规律,具有精细的时间顺序和空间关系。来自同一受精卵的细胞,它们的基因结构是相同的,胚胎发育变化中,细胞基因的表达起决定作用,并受内外环境因素的影响。胚胎发育机理是现代发育生物学中重大的研究课题。细胞分化(cell differentiation)是指幼稚细胞发育为具有某些特殊结构和功能的过程。如桑椹胚分化为内细胞群和滋养层两类不同的细胞。内细胞群又分化为三个胚层,三个胚层再分化形成各种组织。又如,造血干细胞先分化为各种造血相祖细胞,后者再分化为不同的血细胞;骨原细胞分化为成骨细胞或软骨细胞;精原细胞分化为精子等。这是广义的分化概念,它包括形态结构和功能的成熟过程。狭义的或更严格的分化概念,是指原始的或尚未定向的细胞不可逆地转变为某种定向细胞的时刻,它称之为决定(determination)。细胞的决定发生在它的形态结构变化之前,它的主要标志是能合成某种特殊蛋白质(如酶、受体等),故可以用测定蛋白质、受体或酶等技术研究细胞的分化。
不同种属动物,其早期胚胎细胞出现决定的时间不同。如无脊椎动物的卵裂球已经决定,故一部分卵裂球不能发育为完整的个体;而哺乳类的卵裂球尚未决定,其一部分卵裂球也可发育为一个完整的胚胎。如人桑椹胚若被分隔成两团细胞,它们各自可发育为一个胎儿(单卵孪生)。组织和器官的形态发生(morphogenesis)是通过细胞的形态变化和运动、细胞的识别和粘着、细胞增殖和死亡等过程而实现的。
1.细胞形态变化和运动胚胎的形态发生多与细胞层的铺展、卷折、陷入、隆起和细胞迁移有关,而这又与细胞内微丝、微管配布引起的细胞形态变化和细胞外基质大分子物质的浓度有关。如外胚层在形成神经板、神经沟和神经管的过程中,细胞内微管先沿其两极平行纵向排列,细胞则沿纵轴伸长形成神经板,继而微丝平行排列于细胞顶端,细胞该端变窄,神经板逐渐下陷形成神经沟与神经管。体外培养的细胞向一个方向运动时,细胞则伸长,胞质内的微管也沿伸长和运的方向纵行排列,细胞前缘的细胞膜呈波浪状前行运动,也是与膜下大量微丝的参与相关的。基质大分子物质如纤维粘连蛋白(fibronectin)、层粘连蛋白(laminin)、胶原、糖胺多糖等也参与细胞的运动,它们可能通过细胞膜的蛋白受体与胞质内微丝连接,从而调节微丝、微管的排列方向而引起运动。细胞通过这种方式识别这些物质的浓度梯度,从而调整运动的方向。
(1)外胚层细胞呈立方形,微丝和微管任意分布
(2)细胞变长,微管平行于长轴排列,形成神经板
(3)细胞顶部缩窄,微丝与表面平行分布,形成神经管
2.细胞识别和粘着胚胎发育中,同类或相关细胞能彼此识别,经过迁移能按一定的模式类聚和粘着在一起,构成组织。近年认为,这是由于细胞膜上的糖蛋白受体与相关细胞细胞衣内的糖链结合的结果。
3.细胞增殖和死亡胚胎时期的细胞增殖十分旺盛,其调控机制,尚不完全清楚。已知与多种刺激相应细胞增殖的化学因子有关,如生长激素、性激素、神经生长因子、表皮生长因子、血细胞生长因子、成纤维细胞生长因子、血细胞发生的多种集落刺激因子等。许多组织的细胞还产生抑素,可抑制自身的增殖。细胞内cAMP浓度下降时,细胞分裂加快,反之减慢。
胚胎发生中广泛存在细胞定时死亡现象,称程序性细胞死亡(apoptosis)。它是器官正常发生的重要因素,唯其机制不明。如人胚的尾芽和鳃的定期消失;早期手和足都形似桨板,在预定指或趾之间的细胞死亡后,才能形成指或趾。又如循环系统发生过程中的某段动脉或静脉的定时退化、女性中肾管的定期退化、男性中肾旁管的定期消失等都属此例。在胚胎的细胞分化和形态发生中,组织或细胞之间常是互以对方为条件而相互影响的。当相互作用的一方导致另一方的发育发生变化时,称此现象为诱导(induction)。诱导的实例甚多,如脊索诱导其背侧的外胚层发生神经管;眼发生中的视泡诱导表面外胚层发生晶状体;肢芽中胚层诱导表面外胚层形成顶嵴,后者决定肢体的形态发育。还有多层次诱导现象,如视泡诱导形成晶状体,后者再诱导表面外胚层和邻近的间充质形成角膜。相互诱导作用的事例如在是肾的发生中,输尿管芽诱导生后肾组织形成肾小管,生后肾组织又诱导输尿管芽分支形成集合小管。诱导作用具有严格的组织特异性和发育时期的限制,若过程受到干扰,改变原有的时空关系,就可能发生先天性畸形。关于诱导作用的机理,虽有不少实验研究,但迄今仍无明确结论。
除了知识和学问之外,世上没有其他任何力量能在人们的精神和心灵中,在人的思想、想象、见解和信仰中建立起统治和权威。下面我给大家分享一些高中胚胎移植知识,希望能够帮助大家,欢迎阅读!
高中胚胎移植知识
胚胎工程的应用:胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术
1、胚胎移植
(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,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”,接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。)
地位:如转基因、核移植,或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2)胚胎移植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,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。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④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。
(4)基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
2、胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于无性繁殖。
(3)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)
(4)操作过程:对囊胚阶段的胚胎分割时,要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。
高中胚胎移植知识:胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,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。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
高中胚胎移植知识:胚胎发育
胚胎发育的过程包括卵裂期、桑葚期、囊胚期、原肠胚等时期。
卵裂期:
地点--透明带内进行
特点--有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,或略有缩小。
桑葚期
特点--胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹。
这一阶段前的每一个细胞都具有完整胚胎的潜能,属于全能细胞
囊胚期
特点--细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,沿透明带展开和排列,个体较小的细胞,称为滋养层细胞。将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
原肠胚:特点:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
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卵子取出后,与精子在试管内共同孵育,每个卵子约需10万条精子。受精后,受精卵分裂形成早早期胚胎,即 2~8个分裂球时即可进行胚胎移植(ET),此时约在采卵后48小时,此时间也可根据具体情况稍加以变动。
如推后一天,这时也可能更利于优选胚胎。如果过早,宫腔内环境反而可能不利于接受胚胎。
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任何影响。
经胚胎移植产生的后代从受体得到营养发育成新个体,但其遗传物质则来自它的真正亲代,即供体动物和与之交配的公畜。胚胎移植入子宫时,妊娠成功率最高为囊胚时期。
扩展资料:
进行胚胎分割时,应选择发育良好的桑葚胚或囊胚,用分割针或分割刀进行分割,对囊胚进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
胚胎分割主要用于优良品种的繁殖,以牛为例,有的牛奶多,但繁殖慢。这时,就用促性腺激素促使该良种母牛超数排卵。
然后把卵从该母牛体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,再把胚胎送入经过同期激素处理、可以接受胚胎、孕期相同的母牛子宫内,孕育出小牛。
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