细胞工程的理论基础

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1、第二章细胞工程的理论基础第一节　细胞生物学基础第二节　分子生物学基础第三节　发育生物学基础23组织与器官生殖与胚胎发育第三节　发育生物学基础4一、组织与器官1.动物细胞类型与组织、器官、系统（参见图）⑴动物细胞类型和数目：⑵多细胞个体随着细胞数目增多，细胞综合能力比单细胞生物减弱，但细胞间关系开始复杂，它们分化明显、互相补充、共同构建、协调活动，逐渐形成代谢网络。5⑶动物组织：——四大组织上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织6⑷动物体器官与系统：10大系统，可按等级比较动物各系统进化线路，“个体发生是系统

2、发生的重演”782.植物组织与器官⑴植物细胞类型与数目：植物细胞理论上都能单独完成类似于单细胞生物进行的基本生命活动；它们的细胞独立生存能力强（如都有细胞壁保护和支持、能生长、分裂等细胞全能性），但细胞间关系简单。⑵植物组织：有分生组织、薄壁组织、厚壁组织、输导组织、海绵组织、栅栏组织等。⑶植物器官：根、茎、叶、花、果实、种子。营养器官繁殖器官91011二、生殖与胚胎发育精卵发生受精动物早期胚胎发育及其分子机制121.精卵发生哺乳动物的生殖是一个相当复杂的生命现象，在胚胎早期，生殖细胞首先与体细胞分离，形成

3、的细胞为原生殖细胞（PGCs）,其后，经过性别决定和将要进行的性别分化，形成两种生殖细胞。生殖细胞经过增殖期、生长期和成熟期,最终形成精子和卵子。13⑴精子的结构头部：顶体、细胞核尾部：颈、中段、主段和末端。顶体内部含有水解酶，能协助精子穿入卵周围的卵膜。精子质膜外表面存在有多种凝集素受体。鞭毛为9＋2微管结构14⑵精子的发生15161718⑶卵子的结构卵细胞内部物质空间结构排列具有极性，卵内组分沿着卵的主轴分布不均匀，形成动物级和植物级。卵黄积聚在植物级。卵细胞质分布在两个固定的区域，质膜下细胞质称为皮层

4、，皮层是高度粘滞、半硬的凝胶状，内含有皮层颗粒和色素颗粒。大部分卵细胞质——内质是液体状态，内含线粒体和生殖质。卵细胞排出卵巢后，有卵膜包被。192021⑷卵子的发生一个卵巢包含三个世代的卵母细胞，每当一个世代的卵母细胞成熟后，就被新的世代所取代。在哺乳类，所有卵原细胞成熟和卵原细胞转变为卵母细胞是在胎儿分娩前完成。卵母细胞形成阶段是从胎儿诞生开始一直到性成熟排卵为止。直到青春期卵母细胞才进行生长，以后每个性周期后有一批新的卵母细胞继续发育，而多数卵母细胞在每个周期发育中未成熟就退化。卵母细胞的成熟过程受M

5、PF（成熟促进因子）和CSF（细胞生长抑制因子）的相互调节。2223卵巢激素控制示意图促黄体〔生成〕激素/促卵泡激素-释放激素促性腺激素释放激素促卵泡生成素黄体生成素2425262.受精作用27⑴精子的成熟和获能精子离开精巢后，无使卵受精的能力，它必须经过在附睾中成熟及在雌性生殖道内获能，才具有使卵受精的能力。在附睾液和精液中存在着附睾蛋白和精清蛋白，称为去获能因子，精液中的精子表面被覆了这种因子。在雌性生殖道中的分泌物可以去掉这些覆盖物而使精子质膜、顶体发生一系列变化。28⑵精子的行进在正常生殖过程中，精

6、子在阴道和子宫内的运动速度很快，十几分钟即达到输卵管，积聚在输卵管峡部下2-3cm处，在此停留十几到几十个小时，然后继续上行，只有少数精子可以达到输卵管壶峡连接部，在此与刚排出的卵相遇，完成受精过程。29充满活力的精子30⑶顶体反应定义：精子在同卵子表面接触或与卵膜分泌的物质相遇后，精子的顶体就会发生一系列的变化。精子顶体帽部分的质膜和顶体外膜在卵的透明带、卵丘及输卵管分泌物的作用下，在多处发生融合，因此在该部出现很多裂口，使得顶体内部的物质释放出来，包括各种水解酶，从而使它们在受精中起作用。31精子试图进

7、入卵子32此时,精子的头已经钻进去了,我们还可以看到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头，在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。33⑷精卵融合过程顶体反应后，精子穿过透明带进入卵周隙。以赤道段与卵质膜相融合。融合后卵母细胞皮质颗粒胞吐，核开始去致密。精子头部完全入卵，将一部分卵质膜带入。34⑸卵子的激活精子一旦与卵子接触，卵子本身就开始发生一系列深刻的变化，即卵子的激活。卵子激活时，皮层颗粒首先于接触点发生破裂，然后波及整个卵子的皮层，发生皮层反应。皮层颗粒内含物被排出，一部分与卵外的卵黄膜一起形成受精膜，

8、防止多精受精。另一部分留在卵子和受精膜间的卵周隙中，吸收水分，结果使受精膜逐渐与卵子分开而举起。另外，皮层颗粒排放出的粘多糖形成一种粘性的透明膜物质，与卵表面紧密相粘，作用是保持随后的分裂球聚集在一起。35⑹多精受精的阻止透明带反应：在皮层反应后，由于皮层颗粒内物质释放到透明带表面，卵质膜发生了重组，破坏了精子受体，其它精子不能再与透明带结合。皮质反应后产生受精膜。3637⑺原核变化及融合精子进入卵内后，精子核膨