第三章 胚胎工程
§1.动物胚胎发育的基本过程
一、动物个体发育的基本过程
受精卵 囊胚 原肠胚 组织器官 幼体 性成熟个体
胚胎发育 胚后发育
二、胚胎发育:
1.起点:受精卵的分裂(有丝分裂)即卵裂 终点:幼体出生
2.卵裂期的特点:
①卵裂速度快 ②细胞数目增加 ③胚胎总体积不增加或略缩小
④每个细胞的体积越来越小,但每个细胞核内遗传物质并未减少
⑤卵黄含量低的一极(动物极)卵裂速度高于卵黄含量高的一极(植物极)
※哺乳动物卵裂
①速度慢 ②场所:最初几次卵裂是在母体输卵管中进行,以后向子宫移动,最后在子宫着床。
3.囊胚期特点:
卵裂到一定程度,胚胎的表面由卵裂球构成,而内部是空的或只有卵黄,但没有细胞结构,此时的胚胎即囊胚,中间的腔(或被卵黄填充的部分)称为囊胚腔。如图1:
※哺乳动物囊胚期特点:
受精卵最初的几次卵裂在输卵管中进行,
到达子宫时已发育成囊胚。结构如图2:
囊胚中①内细胞团的细胞将发育成幼体
②外部细胞发育成一些胚外组织为绒毛膜和胎盘体,胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的O2和营养物质等。
4.原肠胚:
(1)形成:囊胚的部分细胞内移,形成内胚层,留在外面的细胞形成外胚层。迁入的细胞一部分又继续分化形成中胚层。
(2)特点:①一孔:胚孔
②二腔:扩大的原肠腔、缩小;囊胚腔
③三胚层:外胚层、中胚层、内胚层
※哺乳动物的原肠胚由囊胚中内细胞团发育而来。
5.器官形成:
细胞分化→器官原基→幼体
三、早期胚胎的细胞特征
(1)受精卵的卵裂和发育与细胞核有关
用一根细丝将蛙受精卵从中间结扎,使细胞核保留在受精卵的一端,而另一端没有细胞核。结果,有细胞核的一端不断进行卵裂,而只有细胞质的一端不发生卵裂。说明受精卵的卵裂是由细胞核决定的。此时,让一个卵裂球的细胞核穿越结扎部位,进入到只有细胞质的一端,结果这一端恢复卵裂,并发育成蝌蚪。说明细胞核决定着受精卵的卵裂和发育。
(2)早期胚胎细胞仍保持细胞的功能和发育的潜能
人类的双胞胎又称为孪生,孪生的发生率约占新生儿的1%,双胞胎分为两种类型:异卵双生和同卵双生,异卵双生是一次排出的两个卵同时受精后分别发育而成的,故此种孪生儿的基因差别较大,性别相同或不同,相貌和生理特征的差异如同一般兄弟姐妹,仅是同龄而已。同卵双生是由一个受精卵发育为两个胚胎,故此种孪生儿的遗传基因完全一样,他们的性别一致,相貌和生理特征也极相似。同卵双生的形成有两种类型,一是卵裂形成的早期胚胎细胞相互分离,分离开来的卵裂球各自发育为一个完整的胚胎;二是囊胚中的内细胞团一分为二,两个细胞各自发育为一个完整的胚胎。
人的受精卵在发育到第4天时形成的囊胚,外层是由一层细胞构成的滋养层,中心的腔是囊胚腔,在囊胚腔的一侧的滋养层内面的一群细胞,称为内细胞团。内细胞团继续发育,成为完整的个体。
人类同卵双生的例证,证明早期胚胎细胞的功能和发育潜能没有发生改变,能够发育完整的个体。
※①受精卵经卵裂形成的早期胚胎细胞,尽管在体积等方面已经发生了很大的变化,但在一定条件下,仍然能够与受精卵一样,通过增殖和分化,形成完整的生物个体。前面讲到的全能干细胞––胚胎干细胞就是取自早期胚胎中的内细胞团。
②在单卵孪生中,当囊胚中的内细胞团分离不完全时,发育成的两个胚胎局部连接,形成联胎。
分化
卵裂
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