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1、专题专题3:3:胚胎工程胚胎工程一一. .胚胎移植胚胎移植供体：供体：提供提供胚胎的个体胚胎的个体。受体：受体：接受接受胚胎的个体。胚胎的个体。 （一）概念（一）概念: :将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎, ,或者或者通过通过体外受精及其他方式得到的胚胎体外受精及其他方式得到的胚胎, ,移植到移植到同种同种的、的、生理状态相同生理状态相同的其他雌性动物的体内的其他雌性动物的体内, ,使使之继续发育为新个体的技术。之继续发育为新个体的技术。胚胎移植胚胎移植实际上是实际上是生产胚胎的生产胚胎的供体和供体和孕育孕育胚胎的胚胎的受体共同繁殖后代的过程受体共同繁殖后代的过程，是胚胎是胚胎工程的最
2、后一道工程的最后一道“工序工序”。 一头供体良种母牛平均每次处理收集一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下到的胚胎移植后可产下3 34 4头良种犊牛，头良种犊牛，而每年对良种供体母牛可进行而每年对良种供体母牛可进行4 45 5次处次处理，这样，理，这样，一头良种供体母牛一年可生一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几或数十头。下的良种犊牛可达十几或数十头。2.2.胚胎移植的现状和意义胚胎移植的现状和意义1)1)保持供体优良特性保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良) )2)2)节约成本节约成本费用费用(大量节省购买种畜的费用大量节省购买种畜的费用) )
3、；3)3)大规模繁殖大规模繁殖(一胎多产一胎多产) )；4)4) 保存品种资源和保护濒危物种保存品种资源和保护濒危物种；5)5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的缩短供体本身的繁殖周期。繁殖周期。移动到任何一头动物子宫内都能发育吗移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物发情排卵后同种动物发情排卵后,在一段时间内供体在一段时间内供体受体具受体具有相同的生理环境有相同的生理环境为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎?早期胚胎一定时间内处于游离状态早期胚胎一定时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥供体和受体会不会发生排斥/同种动物之间基本上不排斥同种动物之间基
4、本上不排斥为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传但遗传特性不受受体的影响特性不受受体的影响.生生理理学学基基础础3.3.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础思考与讨论思考与讨论: :1 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所、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环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要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后
5、相似吗？的位置相同后相似吗？ 应对应对供体和受体母畜进行同期发情处理供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生，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，这是体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否胚胎移植成功与否的关键的关键。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体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内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的，移入胚胎一侧的受体子宫对
6、应的卵巢必须有卵巢必须有黄体黄体存在。存在。2 2、胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条、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件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？ 正确正确（1 1）对供体、受体进行选择）对供体、受体进行选择供体：供体： 遗传性能和生产性遗传性能和生产性能优秀的个体；能优秀的个体；受体：受体： 健康和正常繁殖能健康和正常繁殖能力的个体力的个体处理：处理： 同期发情同期发情具体做法：具体做法： 注射孕激素。注射孕激素。4 4、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序（2 2）采集卵母细胞）采集卵母细胞方法：方法： 超数排卵超
7、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（3 3）配种或人工授精）配种或人工授精精子来源：精子来源： 同种优良的同种优良的雄性动物。雄性动物。（4 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，用特制的冲卵天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子装置，把供体母牛子宫内的宫内的胚胎胚胎冲洗出来。冲洗出来。 为什么在第为什么在第7天天进行冲卵？进行冲卵？（5 5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查 你知道检查的你知道检查的目的吗？目的吗？ 此时胚胎处于此时胚胎处于什么时期？什么时期？（6 6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是胚胎保存的条件是什么？
8、什么？胚胎为什么要保存胚胎为什么要保存？（7 7）胚胎的移植）胚胎的移植方法一：手术法方法一：手术法具体做法：引出受体子具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。子宫角，缝合创口。方法二：非手术法方法二：非手术法将装有胚胎的移植管送将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。部位，注入胚胎。（8 8）对受体母牛进行是否妊娠的检查）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9 9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛）受体母牛产下胚胎移植的犊牛【归纳总结归纳总结】该过程中两次使用激素，该过程中两次使用激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第一次对受
9、、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。第二次用于供体的超数排卵。该过程中的两次检查：该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；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。第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，产下的犊牛性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。没有关系。冲卵的含义是从子宫中冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎冲出胚胎，而非冲出卵子，而非冲出卵子。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（促性腺激素）
10、超数排卵（促性腺激素）供体公牛供体公牛配种配种（人工授精）（人工授精）冲卵冲卵胚胎收集、检查、胚胎收集、检查、培养培养胚胎移植胚胎移植（桑椹胚或囊胚）（桑椹胚或囊胚）妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的牛犊）分娩（胚胎移植的牛犊）胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序132452.2.胚胎移植成功与否的条件有哪些胚胎移植成功与否的条件有哪些? ?（1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和同种的雌性供体和受体受体之间进行。之间进行。（2 2）进行胚胎移植的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状供体和受体的生理状态要相同态要相同。1.1.胚胎移植成功的标志是什么胚胎移植成功的标志是什么?
11、?移植的胚胎在受体内能正常发育并移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩分娩练习练习1.1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是误的是 A.A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植植 B.B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态情的状态 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在试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行试管中进行A2.2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是不正确的是A.A.供体母牛
12、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.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康受体母牛可以是同一物种的一般健康牛牛B3.3.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
13、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A对供、受体母畜对供、受体母畜进行选择，并进进行选择，并进行同期发情处理行同期发情处理配种或人工授精配种或人工授精收集胚胎收集胚胎胚胎移植胚胎移植对受体母畜进行对受体母畜进行是否妊娠的检查是否妊娠的检查二二. .胚胎分割胚胎分割1.1.概念：概念：采用采用 机械方法机械方法将将早期胚胎切割早期胚胎切割成成2 2等份等份,4,4等份或等份或8 8等份等等份等, ,经移植获得同卵经移植获得同卵双胎或多胎的技术。双胎或多胎的技术
14、。2.2.原理：原理：早期胚胎细胞具有早期胚胎细胞具有全能性全能性3.3.材料：材料：发育良好的发育良好的, ,形态正常的形态正常的桑椹胚或桑椹胚或囊胚。囊胚。4.4.特点：特点：后代具有后代具有相同的遗传物质，属于相同的遗传物质，属于无性繁殖（克隆）。无性繁殖（克隆）。5 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 6、具体操作、具体操作 用用分割针或分割刀片分割针或分割刀片将胚胎切开，将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。植给受体。
15、胚胎分割移植的显微操作胚胎分割移植的显微操作.性别鉴定2早期胚胎的性别鉴定早期胚胎的性别鉴定1 1、核型分析法：核型分析法：其基本原理是取一部分细胞，其基本原理是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染色体，根据染色体中期的谱带差异、色体，根据染色体中期的谱带差异、Y Y染色体染色体的有无判断性别，准确率达的有无判断性别，准确率达100%100%。但过程复。但过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。杂，且要求操作人员有丰富的经验。胚胚胎胎性性别别鉴鉴定定2 2 2 2、SRYSRYSRYSRYPCRPCRPCRPCR鉴定法：鉴定法：鉴定法：鉴定法
16、：从早期胚胎中取出一从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球，个或几个卵裂球，用特异性引物扩增用特异性引物扩增SRYSRY基因基因，能够产生出扩能够产生出扩增增DNADNA片段的胚胎即为片段的胚胎即为雄性，雄性，反之为雌性。反之为雌性。再把确定性别的胚胎再把确定性别的胚胎移植到子宫。移植到子宫。7 7、操作注意事项：、操作注意事项： 对对囊胚阶段的胚胎囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将进行分割时，要将内内细胞团均等分割以免影响胚胎分割后的恢复和细胞团均等分割以免影响胚胎分割后的恢复和进一步发育进一步发育。 原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，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
17、，其他细胞为它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时分割时不能将内细胞团均等分割不能将内细胞团均等分割，会出现含内，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。等问题。胚胎分割的份数越多胚胎分割的份数越多，操作的，操作的难度会越大难度会越大，移植的成功率也越低移植的成功率也越低。 早期胚胎的早期胚胎的体积很小体积很小，只有在显微镜下才，只有在显微镜下才能看到；再者，能看到；再者，细胞数目是有限
18、细胞数目是有限的。分割的的。分割的份数越多，不但份数越多，不但难以做到均等分割难以做到均等分割，每一份，每一份的的细胞数会越少细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内，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，移植成功率自然恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。会降低。8 8、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷（1 1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；纹还存在差异；（2 2）采用胚胎分割技
19、术产生同卵多胎的）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。可能性是有限的。9 9、胚胎分割技术的应用、胚胎分割技术的应用: : 为转基因技术、性别控制技术提为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。供活胚材料。胚胎干细胞胚胎干细胞: :桑椹胚及以前胚胎桑椹胚及以前胚胎内细胞团细胞内细胞团细胞原始性腺细胞原始性腺细胞1 1、概念：由、概念：由 或或_中中分离出来的一类细胞。简称分离出来的一类细胞。简称ESES或或EKEK细细胞。胞。早期胚胎早期胚胎原始性腺原始性腺三三. .胚胎干细胞胚胎干细胞2、特点、特点形态：形态：体积小、细胞核大、体积小、细胞核大、核仁明显核仁明显功能：功能：具有发育的
20、具有发育的全能性全能性，可以分化成任何一种可以分化成任何一种组织。组织。体外培养体外培养，只增殖不只增殖不分化分化。可冷冻保存可冷冻保存；可进行可进行遗传改造遗传改造.为什么要移植，练习册P56 11全能干细胞（胚胎干细胞）全能干细胞（胚胎干细胞）桑椹胚及以前（如受精卵）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的细胞由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来的细胞能发育成能发育成完整个体（各种组织）完整个体（各种组织）多能干细胞多能干细胞( (成体干细胞成体干细胞) )能分化出动物体内的能分化出动物体内的多种组织多种组织（造血干细胞）（造血干细胞）专能干细胞专能干细胞如皮肤生发层
21、细胞等如皮肤生发层细胞等能分化出能分化出特定的特定的（一种或两种）（一种或两种）组织组织3 3、干细胞分类、干细胞分类.分类 4.4.主要用途主要用途（1 1）治疗人类的某些顽症。）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人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用利用ESES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞细胞的特性，移植的特性，移植ESES细胞可使坏死或退化的部位细胞可使坏死或退化的部位得以修
22、复并恢复正常功能。得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实目前，在动物实验方面，用验方面，用ESES细胞诱导分化出的某些组织细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。成骨不良等疑难病症。治疗性克隆的操作过程治疗性克隆的操作过程诱导分化诱导分化（2 2）培育出人造组织器官，用于器官移植）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，通过随着组织工程技术的发展，通过ESES细胞细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器体外诱导分化，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官，解决目前临床上存
23、在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。和器官移植后免疫排斥的问题。（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞分化的理想细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。材料。ESES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因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。子的培养液中，能够维持不分化的状态。 1 1、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是的重要原因是 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C2 2、多选）克隆动物的方法有、多选）克隆动物的方法有 A.A.细胞核移植细
24、胞核移植 B. B. 胚胎分割胚胎分割 C. C. 体外受精体外受精 D. D. 转基因技术转基因技术AB3 3、多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为、多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为 A.A.显微操作仪显微操作仪 B.B.电子显微镜电子显微镜 C.C.电子切割仪电子切割仪 D. D. 实体显微镜实体显微镜4 4、多选）下列各项中，属于胚胎干细胞技术的、多选）下列各项中，属于胚胎干细胞技术的应用的有应用的有 A A为新药的研究和开发提供材料为新药的研究和开发提供材料 B B为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料 C C有目的地促进某种生物的进化有目的地促进
25、某种生物的进化 D D改良并创造动物新品种改良并创造动物新品种ADABD5 5、“试管婴儿试管婴儿”技术属于技术属于 A.A.胚胎移植胚胎移植 B.B.组织培养组织培养 C.C.克隆技术克隆技术 D.D.基因工程基因工程A 6 6、( (多选多选) )胚胎移植技术目前主要应用与胚胎移植技术目前主要应用与 A.A.解决某些不孕症者的生育问题解决某些不孕症者的生育问题 B.B.治疗某些遗传病治疗某些遗传病 C.C.提高良种家畜的繁殖力提高良种家畜的繁殖力 D.D.提高动物的抗病力提高动物的抗病力AC（一）思考与探究（一）思考与探究 P811.（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？）应该怎样选择
26、供体公、母牛和受体母牛？在在中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？受体母牛进行同期发情处理？答：答：供体公、母牛应具有人类所需的优良遗传性状供体公、母牛应具有人类所需的优良遗传性状的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力的能力；用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，可以获得较多的胚胎；可以获得较多的胚胎；进行同期发情处理，才能使它们的生理
27、条件达到同进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。的生存条件。（一）思考与探究（一）思考与探究1. （3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？是把母畜的卵子冲出来吗？答：答：第第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？胚胎移植
28、可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。
