《胚胎工程的应用及前景》幻灯片

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1、3.3 胚胎工程的应用及前景,湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买,新闻,日本神户牛肉（雪花牛肉）,这就是和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质最优秀的 良种肉牛，国内市场每公斤能售出2000多元人民币的天价。,如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？,一、利用体细胞核移植技术进行克隆。,二、利用体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 技术进行繁殖。,一、胚胎移植,1.胚胎移植概念,将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过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体内,使之发育为新个体的技术。,体内受精（配种或人工授精）、体外受精、 胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。,提供胚胎的具

2、有优良遗传性状的个体。,接受胚胎的个体。,同一物种、生理状态相同。,思考？ 1、准备移植的小牛胚胎，移植到任 何一头母牛的子宫内都能发育吗？ 2、供体与受体之间进行胚胎移植 会不会发生免疫排斥反应？,2.胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本P76，思考讨论： 胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？,三.胚胎移植的生理学基础,1)胚胎环境： 2)胚胎收集： 3)胚胎存活： 4)遗传特性：,发情排卵后，供体和受体有着相同的生理环境,早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能,受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥,相同,可能,无排斥,无影响,思考与讨论: 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在

3、移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？,应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步后一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。 位置相同或相似。,思考与讨论:,3、胚胎移植的基本程序,请认真阅读课本P77，图3-19，思考讨论： （1）胚胎移植的基本程序包括哪些？ （2）每一步技术操作的作用如何？ （3）为什么要进行这些操作？,选择及同期发情处理,超数排卵处理,配种或人工授精,胚胎收集,胚胎检查,胚胎保存,胚胎移植,妊娠检查,分娩,3、胚胎移植

4、的基本程序,（1）对供体、受体进行选择,供体： 具有优良遗传性状的个体； 受体： 同种的、健康和正常繁殖能力的个体 处理： 同期发情 具体做法： 注射促性腺激素。,（2）超数排卵处理 具体做法： 注射促性腺激素,（3）配种或人工授精,精子来源： 具有优良遗传性状的雄性动物。,（4）胚胎的收集,在配种或输精后第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。 冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？,（5）对胚胎进行质量检查,你知道检查的目的吗？此时胚胎处于什么时期？,检查胚胎的发育状况， 处于桑椹胚或囊胚,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？,-196液氮保存,（7）胚胎的移植,方法一：

5、手术法 方法二：非手术法,（8）对受体母牛进行 是否妊娠的检查,（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,总结：,胚胎移植的基本程序,供体、受体的选择 和同期发情处理,配种或 进行人工授精,胚胎的收集、 检查、培养或保存,胚胎移植,移植后的检查,对供体母牛做超数排卵,【归纳总结】,该过程中两次使用促性腺激素， 第一次对受、供体进行同期发情处理； 第二次用于供体的超数排卵。 该过程中的两次检查： 第一次对收集的胚胎进行检查； 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 产下的犊牛性

6、状取决于所用公牛和供体牛， 性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛没有关系。 冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。,胚胎移植成功与否要有两个条件,（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。,提醒 试管婴儿(动物)技术为有性生殖， 胚胎分割移植为无性生殖。 胚胎移植是有性生殖还是无性生殖 取决于胚胎是由受精卵形成的还是 核移植技术形成重组细胞发育而成的。,遗传性状优秀,健康有正常繁殖能力,同种遗传性能优秀,同期发情处理,胚胎移植,超数排卵,请阅读课本P75、图3-17“胚胎移植的现状和意义”， 自由思考讨论，发表自己的观

7、点。总结出胚胎移植的意义。,4、胚胎移植的现状和意义,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； 意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期。,1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ） A.供体母牛必须是同一物种的良种 B.受体母牛必须是同一物种的良种 C.供体公牛必须是同一物种的良种 D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,练习,练习,2.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ） A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植 B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C.超数排卵技术要使用一定的激素 D.

8、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,A,D,3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是（ ） A.受体是为供体胚胎提供发育的条件 B.受体与胚胎血型应相同，否则会 发生免疫排斥反应 C.受体与胚胎血液混融在一起 D.胚胎心肺功能都能正常运行,A,二、胚胎分割 阅读课本，思考以下问题： （1）胚胎分割的概念 （2）胚胎分割特点 （3）胚胎分割的理论基础 （4）胚胎分割操作过程,1.概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎

9、的技术。,2.特点： 后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚。,4、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。 5、使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。 6、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,胚胎分割移植的显微操作,7、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。 原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发

10、育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。 早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,8、胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,

11、9、胚胎分割技术的应用: 为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。,三.胚胎干细胞,阅读课本，思考以下问题： （1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？ （2）胚胎干细胞的来源。 （3）胚胎干细胞的特性。 （4）胚胎干细胞的应用。,干细胞,干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。,多能、专能.,全能细胞,根据来源和个体发育过程中先后次序不同， 干细胞可分为： 胚胎干细胞和 成体干细胞组织干细胞,分类,全能干细胞（胚胎干细胞） 桑椹胚及以前（如受精卵） 由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来 能发育成完整个体 多能干细胞(成体干细胞) 能分

12、化出动物体内的多种组织（造血干细胞） 专能干细胞 如成肌细胞、皮肤生发层细胞等 能分化出特定的（一种或两种）组织,.分别指什么, 分化程度, 潜能；核全能性；目前初始化,.应用,按照分化潜能大小来分类,.,.分类,三、胚胎干细胞,1.来源：简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,1.概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始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.体外培养可增殖不分化； （3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进

13、行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,干细胞的分类： （1）全能干细胞 （2）多能干细胞 （3）专能干细胞,专能干细胞,多能干细胞,全能干细胞,特点,只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体,能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体,举例,上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞,造血干细胞,胚胎干细胞,知识扩展 ：干细胞的分类,3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,（1）治疗人类的某些顽症。 人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱

14、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。目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,（2）培育出人造组织器官，用于器官移植 随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。,诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。,4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要

15、原因是（ ） A.细胞分裂 B.细胞特化 C.细胞分化 D.细胞增殖,C,体细胞核移植的过程,供体体细胞,细胞培养,体细胞核,卵巢卵母细胞,MII期卵母细胞,去核,无核卵母细胞,注入,重组细胞,重组胚胎,胚胎移植,代孕母体,生出与供体遗传物质相同的个体,发育,理论基础：动物细胞核的全能性,提取,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛受精卵,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,良种牛体外受精胚胎,1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ） A.供体母牛必须是同一物种的良种 B.受体母牛必须是同一物种的良种

16、C.供体公牛必须是同一物种的良种 D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,2、（多选）克隆动物的方法有（ ） A. 细胞核移植 B. 胚胎分割 C. 体外受精 D. 转基因技术 11、（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为（ ） A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜 12、（多选）下列各项中，属于胚胎干细胞技术的应用的有（ ） A为新药的研究和开发提供材料 B为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料 C有目的地促进某种生物的进化 D改良并创造动物新品种,AB,AD,ABD,3、（多选）下列关于干细胞的说法正确的是（ ） A专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 B多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力 C全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官 D胚胎干细胞