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1、3.3 3.3 胚胎工程的胚胎工程的应用及前景应用及前景一、胚胎移植一、胚胎移植二、胚胎分割二、胚胎分割三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞总结总结1你能说出胚胎移植的概念吗？你能说出胚胎移植的概念吗？ 1.1.概念概念: : 将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎, ,或者或者通过其他方式得到的胚胎通过其他方式得到的胚胎, ,移移植到植到同种的、生理状态相同同种的、生理状态相同的其的其他雌性动物的体内他雌性动物的体内, ,使之继续发育使之继续发育为新个体的技术。为新个体的技术。2胚胎的来源：胚胎的来源： 雌性动物的早期胚胎或雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚体外受精及其他方式得到的胚胎
2、。胎。供体：供体：提供胚胎的个体。提供胚胎的个体。受体：受体：接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。受体的条件：受体的条件： 同种同种、生理状态相同。、生理状态相同。 3提供胚胎供体受体42.2.胚胎移植的胚胎移植的现状和意义现状和意义(1) (1) 现状现状 牛羊的胚胎移植牛羊的胚胎移植在在我国部分地区已经进入我国部分地区已经进入生产应用阶段生产应用阶段，大大推，大大推动了我国畜牧业的发展。动了我国畜牧业的发展。胚胎移植现场5低产受体奶牛良种奶牛加速育种工作和品种改良。加速育种工作和品种改良。增加双胎和多胎的比例。增加双胎和多胎的比例。(2) (2) 意义意义一次出生一次移入一次移入多个胚胎多个胚
3、胎6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。7加速育种工作和品种改良；加速育种工作和品种改良；一胎多产；一胎多产；大量节省购买种畜的费用；大量节省购买种畜的费用；保存品种资源和濒危物种；保存品种资源和濒危物种；可以可以充分发挥雌性优良个体的繁充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力殖潜力, ,缩短繁殖周期缩短繁殖周期, ,增加一生增加一生繁殖的后代数量。繁殖的后代数量。胚胎移植的胚胎移植的意义小结：意义小结：83.3.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础(1)(1)供体和受体相同的生理环境；供体和受体相同的生理环境；(2)(2)早期胚胎处于游离状态
4、早期胚胎处于游离状态, ,为胚胎为胚胎的收集提供了可能；的收集提供了可能；(3)(3)受体对移入子宫的胚胎基本上不受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；发生免疫排斥；(4)(4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立正常的联系, ,但但遗传物质没有改变。遗传物质没有改变。9思考与讨论思考与讨论: : 1、在胚胎移植操作中，怎样、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的环境保持一致？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，应与在供体内的受体子宫的位置，应与在供体内的位置
5、相同或相似吗？位置相同或相似吗？10答案：应对答案：应对供体供体和和受体母畜受体母畜进行进行同期发同期发情处理情处理，使它们的生理条件达到同步后，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供、受体母畜的发情时间一致。同时还。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与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其在供体内的位置相同或相似相同或相似，移入胚，移入胚胎一侧的受体子宫对应
6、的卵巢必须有黄胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在。体存在。112、胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生、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。你认为这理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？样的概括正确吗？ 正确。正确。 胚胎移植成功率的高低与供、受体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、受生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能体生理环境高度一致，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移植简单概括为早
7、期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。件下空间位置的转移。思考与讨论思考与讨论: :124、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序 阅读课本，思考胚胎移植的基本阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？程序包括哪几个步骤？（1）供体、受体的选择和处理）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工授精）配种或进行人工授精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植）胚胎移植（5）移植后的检查）移植后的检查13（1）对供体、受体进行选择）对供体、受体进行选择供体：供体： 遗传性能和生产遗传性能和生产性能优秀的个体；性能优秀的个体；受体：受体： 健康和正常繁
8、殖健康和正常繁殖能力的个体能力的个体处理：处理： 同期发情同期发情具体做法：具体做法： 注射相关激素。注射相关激素。14（2）采集卵母细胞）采集卵母细胞方法：方法： 超数排卵超数排卵具体做法：具体做法： 注射促性腺激素注射促性腺激素15（3）配种或人工授精）配种或人工授精精子来源：精子来源： 同种优良同种优良的雄性动物。的雄性动物。16人工授精人工授精 (artificial insemination, AI) 人工授精人工授精 (AI)也称为人工输精，是指通过也称为人工输精，是指通过人为人为的方法的方法将将动物（或人）的新鲜或冷冻动物（或人）的新鲜或冷冻精液精液输入到输入到雌雌性动物（或人）
9、的生殖道内性动物（或人）的生殖道内，使之受孕，以代替自，使之受孕，以代替自然交配过程。然交配过程。 人工授精技术在畜牧业上应用十分广泛。目前，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，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。畜一次的排精量可以使数百头母
10、畜受孕。 1718人工授精技术运用于珍稀、濒危动物的保护人工授精技术运用于珍稀、濒危动物的保护19体外受精体外受精 (in vitro fertilization, IVF) 体外受精体外受精( IVF)是指在体内或体外成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，熟的卵母细胞同体内或体外获能的精子，在体外环境中完成在体外环境中完成其受精的技术过程，其受精的技术过程，受精卵经体内或体外培养、移植后妊娠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，故又称为验室进行的，故又称为“试管动物试管动物” (test tube
11、animal)。 20（4）胚胎的收集）胚胎的收集 在配种或输精后在配种或输精后第第7天，用特制的冲天，用特制的冲卵装置，卵装置，把把供体母牛供体母牛子宫内的子宫内的胚胎冲洗出胚胎冲洗出来来。（。（ 也叫也叫冲卵冲卵） 21（5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查 这时的胚胎应这时的胚胎应发育到发育到桑椹胚桑椹胚或或囊胚囊胚阶段阶段22（6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植 23（7）胚胎的移植）胚胎的移植方法一：方法一：手术法手术法 引出受体子宫和卵引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。缝合创口。方法二：方法二：非手术法非手术法 将装有胚胎的移植将装有胚
12、胎的移植管送入受体母牛子宫的管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。相应部位，注入胚胎。24（8）对受体母牛进行是否妊娠的）对受体母牛进行是否妊娠的检查检查25（9）受体母牛产下胚胎移植的）受体母牛产下胚胎移植的犊牛犊牛26选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）小结：小结：如何如何处理处理如何处理如何处理返回27二、胚胎分割二、胚胎分割 阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念）胚胎分割的概
13、念（2）胚胎分割特点）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程）胚胎分割操作过程281.1.概念概念: : 采用显微手术（机械方法）采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成的方法将早期胚胎分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚, ,经体内或体外培经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。或同卵多胎的技术。292.特点：特点： 后代具有相同的遗传物质，后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础、理
14、论基础 动物胚胎细胞的动物胚胎细胞的全能性全能性。 所以胚胎分割的时期为：所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚。304、选择的胚胎：、选择的胚胎： 发育良好发育良好的的,形态正常形态正常的桑椹胚的桑椹胚或囊胚。或囊胚。5、使用的主要仪器：、使用的主要仪器： 实体显微镜实体显微镜和和显微操作仪显微操作仪。6、具体操作、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切用分割针或分割刀片将胚胎切开，开，吸出吸出其中的其中的半个胚胎半个胚胎，注入预先，注入预先准备好的准备好的空透明带空透明带中，中，或或直接将裸半直接将裸半胚移植给受体胚移植给受体。31仪器操作胚胎移植透明带滋养层内细胞团DNA分析显微
15、操作仪实体显微镜32 胚胎分割移植的显微操作胚胎分割移植的显微操作337 7、操作注意事项：、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割要将内细胞团均等分割。 原因：内细胞团一般到囊胚阶段才原因：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，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，会出现含内细胞团多的部分正均等分割，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常发育
16、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。育不良，甚至不能发育等问题。347、操作注意事项：、操作注意事项： 胚胎分割的份数越多，操作的难度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。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，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。的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因
17、此，分割的份数越多，技术的难度会越因此，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，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。移植成功率自然会降低。358、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低，）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；毛色和斑纹还存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。卵多胎的可能性是有限的。返回36三三. .胚胎干细胞胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？简称是什么？（2）胚胎干
18、细胞的来源。）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特点。）胚胎干细胞的特点。（4）胚胎干细胞的应用。）胚胎干细胞的应用。371.1.概念：概念： 简称简称ESES或或EKEK细胞细胞, ,是由是由早期胚早期胚胎胎或或原始性腺原始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。 382.2.特点特点: : （1 1）形态：）形态： 体积小体积小, ,细胞核大细胞核大, ,核仁核仁明显；明显； （2 2）功能：）功能： 具有发育的具有发育的全能性全能性, ,可分化为可分化为成年动物体内任何一种组织细胞成年动物体内任何一种组织细胞; ; （3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细
19、胞可细胞可以以增殖而不发生分化增殖而不发生分化。对它可以进行冷。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。冻保存，也可以进行遗传改造。39 3.3.主要用途主要用途 阅读课本相关内容，阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用说说胚胎干细胞有什么具体用途？途？40（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。 利用利用ESES细胞可以诱导分化形成新细胞可以诱导分化形成新的组织的组织 细胞的特性，移植细胞的特性，移植ESES细胞可使细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常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，用功能。目前，在动物实验方面，用ESES细细胞诱导分化
20、出的某些组织细胞已成功地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、心衰竭和成骨不治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。良等疑难病症。41（2 2）培育出人造组织器官，用于器）培育出人造组织器官，用于器官移植。官移植。 随着组织工程技术的发随着组织工程技术的发展，通过展，通过ESES细胞体外诱导分化，还细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目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。官移植后免疫排斥的问题。4243（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞分化细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。的
21、理想材料。 ESES细胞在饲养层细胞上，细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。够维持不分化的状态。 在培养液中加入在培养液中加入分化诱导因分化诱导因子子, ,就可以诱导就可以诱导ESES细胞向不同类型的细胞向不同类型的组织细胞分化组织细胞分化. .44 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45练习练习v1.1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，下列有关动物
22、胚胎移植的叙述中，错误的是（错误的是（ ）A.A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植移植B.B.受体母畜必须处于与供体母畜同步受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态发情的状态C.C.超数排卵技术要使用一定的激素超数排卵技术要使用一定的激素D.D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行在试管中进行A46v2.2.下列对于优良种畜的胚胎移植的下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（说法不正确的是（ ）A.A.供体母牛必须是同一物种的良种供体母牛必须是同一物种的良种B.B.受体母牛必须是同一物种的良种受体母牛必须是同一物种的良种C
23、.C.供体公牛必须是同一物种的良种供体公牛必须是同一物种的良种D.D.受体母牛可以是同一物种的一般健受体母牛可以是同一物种的一般健康牛康牛B473.3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚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，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（换。以下说法正确的是（ ）A.A.受体是为供体胚胎提供发育的条件受体是为供体胚胎提供发育的条件B.B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应免疫排斥反应C.C.受体与胚胎血液混融在一起受体与胚
24、胎血液混融在一起D.D.胚胎心肺功能都能正常运行胚胎心肺功能都能正常运行A48 4. 4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（此过程的重要原因是（ ） A.A.细胞分裂细胞分裂 B.B.细胞特化细胞特化 C.C.细胞分化细胞分化 D.D.细胞增殖细胞增殖C49v1 1、对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么、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？要将内细胞团均等分割？v2 2、为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的、为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一？方法之一？v3 3、胚胎干细胞具有什么特点？、胚胎干细胞具有什么特点？作业作业: :50
