胚胎工程的应用及前景 (2)

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1、3.3 胚胎工程的应用及前景,一、胚胎移植,二、胚胎分割,三、胚胎干细胞,总结,你能说出胚胎移植的概念吗？ 1.概念: 将雌性动物的早期胚胎,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,使之继续发育为新个体的技术。,一. 胚胎移植,胚胎的来源： 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。 供体：提供胚胎的个体。 受体：接受胚胎的个体。 受体的条件： 同种、生理状态相同。,提供胚胎,供体,受体,2.胚胎移植的现状和意义,(1) 现状,牛羊的胚胎移植在我国部分地区已经进入生产应用阶段，大大推动了我国畜牧业的发展。,胚胎移植现场,加速育种工作和品种改良。,增加

2、双胎和多胎的比例。,(2) 意义,不受时间地域限制，节省购买种畜的费用。,利用胚胎冷冻技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种。,加速育种工作和品种改良； 一胎多产； 大量节省购买种畜的费用； 保存品种资源和濒危物种； 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。,胚胎移植的意义小结：,3.胚胎移植的生理学基础,(1)供体和受体相同的生理环境； (2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能； (3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥； (4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变。,思考与讨论: 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处

3、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？,答案：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。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在。,2、胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？,正确。 胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体

4、生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。,思考与讨论:,4、胚胎移植的基本程序 阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？ （1）供体、受体的选择和处理 （2）配种或进行人工授精 （3）胚胎的收集、检查、培养或保存 （4）胚胎移植 （5）移植后的检查,（1）对供体、受体进行选择,供体： 遗传性能和生产性能优秀的个体； 受体： 健康和正常繁殖能力的个体 处理： 同期发情 具体做法： 注射相关激素。,（2）采集卵母细胞 方法： 超数排卵 具体做法： 注射促性腺激素,（3）配种或人工授精,精子来源： 同

5、种优良的雄性动物。,人工授精 (artificial insemination, AI),人工授精 (AI)也称为人工输精，是指通过人为的方法将动物（或人）的新鲜或冷冻精液输入到雌性动物（或人）的生殖道内，使之受孕，以代替自然交配过程。 人工授精技术在畜牧业上应用十分广泛。目前，全球的奶牛业几乎全部采用该技术进行人工授精，加速了奶牛的品种改良进程，同时极大地节省了饲养成本。因为采用自然交配方法，一头优质公牛一次只能使一头母畜受孕，而采用人工授精，一头公畜一次的排精量可以使数百头母畜受孕。,人工授精技术运用于珍稀、濒危动物的保护,体外受精 (in vitro fertilization, IVF

6、),体外受精( IVF)是指在体内或体外成熟的卵母细胞同体内或体外获能的精子，在体外环境中完成其受精的技术过程，受精卵经体内或体外培养、移植后妊娠产仔。由于精卵结合的受精过程是在实验室进行的，故又称为“试管动物” (test tube animal)。,（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。（ 也叫冲卵）,（5）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,（6）胚胎的保存或移植,（7）胚胎的移植,方法一：手术法 引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。 方法二：非手术法 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚

7、胎。,（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）,小结：,如何处理,如何处理,返回,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

8、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。,仪器,操作,显微操作仪,实体显微镜,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，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内

9、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。,7、操作注意事项： 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。,返回,三.胚胎干细胞,阅读课本，思

10、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）胚胎干细胞的特点。 （4）胚胎干细胞的应用。,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; （3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,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。 利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES细胞可使坏死

11、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。 在培养液中加入分化诱导因子,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.,一、胚胎移植： 1、概念； 2、胚胎移植的现状和意义； 3、胚胎移植的生

12、理学基础； 4、胚胎移植的基本程序。 二、胚胎分割： 1、概念； 2、操作方法、注意事项。 三、胚胎干细胞。 1、概念； 2、特点； 3、应用。,总结,胚胎工程的应用及前景,练习,1.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.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,A,2.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,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,4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ） A.细胞分裂 B.细胞特化 C.细胞分化 D.细胞增殖,C,1、对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？ 2、为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一？ 3、胚胎干细胞具有什么特点？,作业:,